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《浙江工业大学》 2010年
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具状态依赖边界层的鲁棒控制器设计及其应用

许博  
【摘要】:运动控制技术在工业生产过程中有着广泛的应用,随着人们对控制性能要求的不断提高,对现有先进控制方法进行改进是满足上种要求的一种途径。非线性鲁棒控制是非线性控制理论中的重要研究内容,十分适合具有快速运动特点的被控对象。通过引入状态依赖边界层,本文讨论非线性鲁棒控制器设计的改进方法,完成的主要工作内容如下: 1.通过查阅相关文献,首先分析讨论带固定边界层的非线性鲁棒控制作用下不确定非线性系统的闭环性能。 2.对于不确定非线性系统,针对带固定边界层非线性鲁棒控制算法的不足之处,设计了两类状态依赖边界层非线性鲁棒控制器:包括单位向量型和饱和函数型。分析了该控制器作用下系统的闭环性能,证明该控制律在避免系统颤振的同时,能够提高系统控制精度。并通过计算机数值仿真验证了所提控制方法的有效性。 3.针对无刷直流电机控制系统,设计了具状态依赖边界层的非线性鲁棒控制器,并分析了该控制器作用下闭环系统性能。理论分析表明,该控制器可使系统误差收敛至原点附近的一邻域之内,并且其边界层宽度依赖于系统状态的大小,可在有效消除系统颤振的同时提高控制精度。数值仿真比较了传统算法与改进算法的控制效果,验证了所提算法的有效性。 4.针对n关节机器人系统,根据机器人系统特性,在传统的带固定边界层鲁棒控制器设计的基础上,设计了两种具状态依赖边界层的非线性鲁棒控制器,并分析了在该控制器作用下系统的闭环性能。数值仿真比较了传统设计与改进设计的控制效果,结果表明该具状态依赖边界层的鲁棒控制算法能够在有效消除系统颤振的同时,通过减小边界层宽度提高控制精度。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP13

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【参考文献】
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