永磁直线同步电机的零相位H∞鲁棒控制研究

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统，提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和 H_∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略.以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾.零相位误差跟踪控制器保证了快速性，使系统实现准确跟踪；而H_∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响，保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真实验结果表明，该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

直线伺服系统的变增益零相位H∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统，提出了一种将变增益零相位误差跟踪(VGZPET)控制和H_∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略，以解决系统的快速而精确的跟踪性能和抗扰性能之间的矛盾.VGZPETC克服了建模误差、系统参数变化等影响，保证了快速性，使系统实现准确跟踪；而H_∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响，保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真结果表明，该方案具有快速精确的跟踪性能，同时对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

交流永磁直线同步电动机伺服系统H∞控制

为了解决高精度数控机床交流永磁直线同步电机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能影响的问题,采用了鲁棒控制策略.利用基于内模原理的H_∞控制方法,设计了H_∞速度控制器,并详细讨论了加权函数的选取方法.仿真研究结果与常规PI控制效果比较表明,所设计的H_∞控制器对交流永磁直线同步电机伺服系统具有优良的抗干扰能力和抑制模型不确定性的能力.     

具有参数不确定性伺服系统的H∞自适应控制器设计

利用一个具有鲁棒性能的H_∞自适应控制器对永磁同步电机进行跟踪控制，通过利用一个参数调节器和一个前馈补偿，减小了参数摄动和外部干扰对系统跟踪性能的影响.面对大的参数摄动和外部干扰，一旦H_∞性能能够满足，跟踪性能便能保证，鲁棒性跟踪问题被转化为一个非线性H_∞问题.为解一个非线性H_∞问题，将参数调节器、H_∞反馈控制器和补偿控制综合到一起，通过一个二次存储函数的选择来完成，最后通过跟踪阶跃响应的仿真结果证明了H_∞自适应控制器的有效性.     

永磁直线同步电动机系统的QFT/H∞鲁棒控制

针对直接驱动永磁直线同步电动机（PMLSM）系统的各种不确定性,提出一种将定量反馈理论（QFT）和H_∞理论相结合的鲁棒控制策略.该控制策略通过合理选取被控对象不确定性权函数、高频噪声抑制权函数和灵敏度权函数,利用以线性矩阵不等式（LMI）为基础的H_∞控制求得QFT速度控制器,简化了单纯QFT设计鲁棒控制器时繁琐的做图过程,所设计的控制器在保证快速性的同时,抑制了闭环系统内各种不确定性因素的影响.仿真结果表明,该方案实现了伺服系统的快速跟踪性能,对系统的参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

H∞最优控制的PMLSM伺服系统鲁棒重复控制

永磁直线同步电动机（PMLSM）在跟踪周期性输入时,其参数变化、负载扰动和摩擦力会降低系统的伺服性能,为此设计了一种基于H_∞ 最优理论的鲁棒位移重复控制器.将重复控制器中的延迟环节看作是一个稳定的摄动Δ ₁（s）,把被控对象中包含的不确定性因素看作另一摄动Δ ₂（s）,故可将伺服系统看作是包含2个摄动的不确定系统,进而可以把鲁棒重复控制问题转化成 H_∞ 最优控制问题,使用H_∞ 最优理论同时设计了反馈控制器和重复控制器.理论推导与仿真结果表明,该方案有效提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.     

基H∞方法的永磁同步电机鲁棒二自由度控制

基于模型匹配原理和鲁棒控制理论，针对伺服系统中被控对象参数摄动问题，设计了具有强鲁棒性的位置控制器.基于鲁棒控制原理，将位置控制器的设计转化为标准H_∞控制问题；用μ综合的方法得到输出反馈次优H_∞控制器，保证了系统的鲁棒性；采用鲁棒二自由度结构进行设计，保证系统对对象参数变化具有鲁棒性，实现精确的稳态跟踪.仿真结果表明，该方法设计的伺服控制系统能很好地跟踪给定和抑制扰动，且对对象参数摄动具有很强的鲁棒性.     

直线伺服虚拟轴机床H∞鲁棒控制的研究

对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)驱动的6自由度虚拟轴机床提出H_∞鲁棒控制的新方法.将负载扰动和各杆间耦合扰动的抑制问题归结为标准的H_∞控制问题；基于Riccati不等式的处理方法，通过求Riccati不等式的对称正定解得到H_∞控制器，以保证系统的鲁棒性.仿真实验结果表明，用该方法设计的虚拟轴机床控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果，从而保证机床运动协调、姿态合理.     

全方位移动机器人鲁棒控制

针对近年来在移动机器人运动控制方面的热点问题——包含不确定扰动输入的完整约束轮式移动机器人的运动控制和干扰抑制问题进行了深入、细致的研究.根据移动机器人的不确定性模型，将移动机器人的跟踪问题转换为标准的H_∞控制问题进行研究，结果表明：H_∞鲁棒控制对于移动机器人的干扰具有良好的抑制性能.提出了一种基于LMI通过局部反馈H_∞控制实现整个系统对不确定扰动具有鲁棒性的算法， 通过仿真实验，验证了此算法的合理性和有效性.     

超高层电梯的 H∞ 鲁棒控制

针对超高层超高速电梯，讨论了电梯垂直运动以及鲁棒二自由度控制方法.其目的是要在期望的控制性能下实现轨迹跟踪控制和再平层控制，并对系统的参数不确定性具有鲁棒性.在描述电梯垂直运动基础上提出了一种鲁棒二自由度控制，可以有效抑制参数变化对系统的影响，使系统同时获得良好的速度跟踪特性、干扰抑制、鲁棒性和精度高再平层性能.将速度控制器设计归结为标准的 H_∞ 控制问题；用线性矩阵不等式法得到输出反馈次优 H_∞ 控制器；最后通过求解凸优化问题得到 H_∞ 最后控制器，以保证系统的鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.     

MGA在环形力矩电机H∞速度控制中的应用

数控转台永磁环形力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载扰动和参数变化比较敏感,使系统的伺服性能大大降低.针对这一问题,采用多目标遗传算法设计H_∞速度控制器,对H_∞速度控制器参数优化选取,该控制方法可以有效地抑制负载扰动和参数变化对数控转台伺服系统产生的干扰,使系统具有更强的鲁棒性,并获得良好的跟踪响应.仿真结果表明,所提出的多目标遗传算法H_∞速度控制使 数控转台回转送进系统对负载扰动及参数变化具有更强的鲁棒性和快速性.     

基于H∞/LTR综合方法的永磁直线同步电机鲁棒控制

为了解决高精度数控机床永磁直线电机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能产生影响的问题,将H_∞鲁棒控制理论和回路传递函数恢复(LTR)技术相结合,提出了一种带有观测器的H_∞/LTR综合控制方法.对系统进行目标回路设计,即在假设系统完全可测的前提下,设计一个鲁棒H_∞控制律,以满足系统性能要求; 对系统进行恢复过程设计,即通过设计观测器,使得系统在引入观测器后,目标回路传递函数得到恢复.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的性能,且对于模型不确定性、外部扰动等具有较强的抑制作用.     

永磁直线电机高速车床进给系统鲁棒速度控制

为了满足高速车床进给系统的具体要求，对进给系统中存在的不确定性及扰动进行了分析，设计了混合鲁棒H_∞速度控制器.采用加权混合灵敏度方法设计满足混合灵敏度性能指标的稳定性与品质鲁棒性的控制器，详细讨论了加权阵的一般选取方法.采用H_∞负载扰动观测器的鲁棒控制方案来改善速度控制系统的抗干扰性能，以达到减小扰动灵敏度的目的.仿真试验结果表明：所提出的控制策略具有鲁棒性能好、跟踪性能强以及运行稳定等优点，对负载扰动具有很强的抑制能力.进给系统在被控对象参数变化较大及扰动存在时仍可达到较高等级的跟踪控制精度，可满足精密加工要求.     

不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

针对一类同时具有匹配不确定性和不匹配不确定性的时滞系统,设计了鲁棒H_∞控制器.对于所有容许的不确定性,基于矩阵不等式给出了系统渐近稳定的条件,对系统的H_∞性能进行了分析,并将所得结果转换成线性矩阵不等式形式（LMI）.设计了系统的鲁棒H_∞控制器,基于Lyapunov方法验证了该控制器不仅满足系统渐近稳定的条件,而且也满足指定的H_∞性能约束条件.数值算例说明了所设计的控制器对时滞和不确定性都具有鲁棒性,仿真曲线证明了该控制器设计的有效性和可行性,同时系统还对干扰具有很强的抑制能力.     

带有鲁棒控制项的MIMO非线性系统的模糊控制

针对一类不确定多输入多输出（MIMO）非线性系统, 提出了一种新的鲁棒间接自适应模糊控制设计方案, 解决了提高模糊控制精度问题. 模糊逻辑系统用作逼近系统的未知函数, 根据跟踪误差给出了参数调节律, 用鲁棒控制项对未知的逼近误差进行补偿, 以此来减小逼近误差对跟踪精度的影响. 基于李亚普诺夫函数方法证明了所设计的控制方案不但能保证跟踪误差收敛到原点的小邻域内, 而且通过适当增大设计参数的值, 可使跟踪误差减小, 提高了控制精度.仿真结果表明了该方法的有效性.     

双直线电机伺服系统动态同步进给的鲁棒H∞控制

以两台直线电机作为高速度、高精度龙门移动式镗铣床的龙门柱纵向进给的传动构构为应用背景.采用直接传动方案，对同一直线伺服系统内双位置环间的动态同步进给控制问题进行了研究.基于H_∞控制理论设计了一个同步传动控制器，通过对电流环进行补偿控制提高响应速度实现动态同步进给来保证系统的同步精度；由IP位置控制器来满足位置系统跟踪性能要求.仿真结果表明了所设计方案的合理性和有效性.既保证了闭环系统的鲁棒稳定和具有好的跟随性能，又抑制了模型摄动及外部干扰对系统的影响，保持了系统的鲁棒性能.     

快速刀具伺服系统的模糊自适应滑模控制

针对由永磁同步直线电机驱动的快速刀具直线伺服系统在高频输入信号下跟踪控制精度低的问题,设计了模糊自适应滑模控制算法.算法采用滑模控制进行跟踪,利用模糊自适应控制方法对传统滑模控制器中的不连续控制量进行模糊逼近,同时对实际运行中系统的不确定因素进行补偿,并设计了相应的自适应算法以补偿模糊控制律的不足,从而有效降低抖振.仿真结果表明,算法可以解决伺服系统的高频跟踪问题,具有较快的响应速度,对负载扰动有较强的鲁棒性.     

硬盘驱动控制的H∞鲁棒性能研究

在硬盘驱动系统中，扰动是造成系统伺服性能下降的主要因素，为了提高系统的伺服性能，必须对扰动加以抑制.为了解决这个问题，提出了两种控制方案：一种是PID控制方法，另外一种是高精度的H_∞反馈控制方法.在H_∞反馈控制器控制方法中，针对被控对象的标称模型,设计了带有前馈补偿的鲁棒内环控制器(RILC)，在具有模型摄动及外部扰动的情况下，保证闭环系统的鲁棒稳定和鲁棒性能.通过与PID控制方法相比较，说明带有高精度的H_∞反馈控制的效果更佳.仿真结果表明，该控制方法响应速度快，抗干扰能力强，得到的控制系统性能良好，提出的方案合理而且有效.     

CMK61200D×80/32重型卧式车磨数控机床伺服系统

对CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的功能、精度和结构作了简单的介绍，对其伺服驱动系统各部分的功能作了详细的分析，目的在于研究交流伺服系统的扰动抑制问题.利用标准的H_∞控制方法设计转速控制器，代替传统的PI控制器，克服了负载扰动等不确定性的影响，保证了系统具有较强的鲁棒性，大大地提高了CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的加工精度.最后采用MATLAB软件对所提出的控制方案进行了仿真研究.仿真结果表明：标准的H_∞控制无论是在上升时间、超调量和鲁棒性方面都优于传统的PI控制方案.     

数控机床直线伺服驱动控制的若干问题与展望

分析了直线电机模型的特殊性及存在的问题，同时还相应地进行了控制算法的计算分析，并对直线电机悬浮力的应用前景进行了展望.直线电机在数控机床应用方面实现了所谓零传动，负载侧的干扰没有受到衰减，宜于采用H_∞鲁棒控制方法抑制扰动的影响.为减小或消除摩擦对低速精加工时伺服特性的干扰，采用磁悬浮技术是一个根本的解决方案.直线电机正好集直接驱动、水平推力控制与垂直力磁悬浮控制于一身，是未来数控机床伺服驱动的一个发展方向.