巨型望远镜的鲁棒控制策略研究

介绍了大望远镜机架控制系统的特异性,分析了影响控制系统性能的非线性干扰.比较了两种鲁棒控制理论,指出H∞控制更适用于望远镜的机架伺服系统.基于H∞控制理论,将非线性摩擦转矩处理为标称系统的输出端乘法摄动,把克服非线性摩擦转矩的影响转化为提高系统对模型摄动的鲁棒性;同时也考虑了系统对风扰力矩的抑制能力.通过MATLAB编程得到了一个H∞速度控制器,仿真结果表明,该控制方案相比传统的PID控制有更高的鲁棒性及可以实现更高精度的跟踪与校正.     

基于ARM处理器的汽车四轮转向H∞控制器的实现

为提高汽车四轮转向系统性能,以汽车二自由度模型为基础,采用前馈和反馈的组合控制,基于实时操作系统在32位ARN处理器上设计汽车的H_∞控制器．样机测试实验结果表明:在高速状态下,车体侧偏角在2°左右,侧向加速度为12 m／s2附近,横摆角速度增益保持在1．6上下;低速状态下,前后轮转角反向相差10°左右。四轮转向半径比两轮转向缩短30％左右．因此,H_∞控制器能够满足高速行驶时汽车转向的稳定性和低速行驶时的灵活性要求．     

直流电机调速系统的设计方法探讨

本文首先介绍了双闭环直流电机调速系统的数学模型,并为之设置了具体参数。随后使用经典的控制器设计方法分别对电流环和转速环由内而外的进行了设计。然后建立了使用现代控制理论的状态空间方法描述的数学模型。为同时达到渐进跟踪和抑制扰动的目的,通过引入了内模理论,将原问题转化为增广系统的镇定性问题,从而只需为增广系统配置合适的状态反馈增益,这一点可通过特征根配置或者LQR方法来实现。接着设计了H无穷状态反馈控制器,这种方法会产生静差,但可以不使用积分器。所有的设计方法均在MATLAB/Simulink环境下进行了数值仿真并列出各自的特点。最后提出了更进一步的设计问题,包括观测器,滤波器的相关问题以及混合使用各种方法讨论。     

一类不确定随机切换系统的鲁棒H∞滑模控制

研究了一类含有非匹配不确定性且具有外部干扰的随机切换系统的H∞滑模控制问题.利用线性矩阵不等式(LMI)技术和单Lyapunov函数方法,设计单H∞滑模面及切换律,确保随机切换系统的滑模运动方程的鲁棒渐近稳定性,且具有H∞扰动衰减度γ;然后给出了滑模面次可达性的定义,设计了滑模控制器以保证滑模面的次可达性.仿真算例说明...     

基于多观测器的变采样周期网络控制系统的H_∞控制

研究了变采样区间和多状态观测器的联合设计问题.考虑到网络诱导时延可能大于一个采样周期,假定采样周期取值在有限集内切换,构建具有单状态观测器和多状态观测器的网络控制系统Markov跳变模型.在此基础上,基于Markov理论,获得闭环网络控制系统随机稳定的充分条件和最优H∞范数上界.并且,应用线性矩阵不等式技术,获得模型依赖控制器和观测器设计方案.仿真对比表明多状态观测器对网络控制系统更有效.     

具有饱和因子的时滞广义系统的鲁棒H∞控制

研究了一类带有饱和因子的时滞广义系统的鲁棒H∞控制问题.通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了系统具有H∞范数约束γ的一个充分条件,进而给出了一种H∞控制器的设计方法.     

基于温变双极化模型的锂离子电池荷电状态估计

电池荷电状态（SOC）的准确估计对延长电池使用寿命、提高电池利用率和保障电池安全性具有重要意义。在不同环境温度下进行了锂离子电池的基本性能试验和动态工况试验,建立了温变双极化等效电路模型。基于该模型,采用H无穷滤波算法代替传统的扩展卡尔曼滤波算法,在无需假设过程噪声和测量噪声均服从高斯分布的前提下,实现了SOC的精确估计。在考虑温变和电池模型存在误差的条件下进行验证,不同温度条件下的SOC估计最大误差保持在±0.03范围内,证明了所提出的SOC估计算法具有较高的温度适应性和鲁棒性。     

迟滞系统的鲁棒自适应变论域模糊控制

设计了一个H∞变论域模糊控制器,用于控制一类单输入单输出的基于Preisach模型的未知迟滞非线性系统.该控制器将H∞控制与模糊控制结合起来,提高了H∞控制的智能性和模糊控制的鲁棒性.通过Lyapunov方法,证明了闭环控制系统是稳定的.该控制系统中模糊逻辑逼近误差和外部扰动误差都能通过调节权重因子被限定在一个给定范围内.最后,给出了关于未知迟滞非线性系统的仿真结果,表明了控制方案的可行和有效性.     

一类广义时滞扩展大系统H∞鲁棒分散关联镇定

研究一类具有状态时滞的广义互联大系统在结构扩展时的分散状态反馈H∞控制问题.该问题要求在不改变原广义大系统H∞分散控制律的基础上设计新加入子系统的H∞鲁棒分散关联控制律,使新子系统及扩展后的广义大系统都具有鲁棒关联稳定性.首先给出扩展结构的广义时滞大系统的数学描述,然后利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,简称LMI)的方法,在广义大系统容许性的基础上,给出了广义时滞扩展结构大系统鲁棒分散关联镇定的充分条件及状态反馈控制器的设计方法,且该控制器满足给定的H∞性能.