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《武汉科技大学》 2003年
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具有区域极点约束的不确定系统鲁棒控制

秦岭  
【摘要】: 进入二十世纪50年代后,以状态空间法为基础的现代控制理论取得了飞速的发展,较好地解决了经典控制理论难以有效地处理MIMO系统的问题。但是,现代控制理论的分析和研究依赖于给定系统的数学模型,当系统中存在模型误差时便无能为力了。同时,在实际的工业控制过程中,由于未知扰动的输入和未建模动态,因此不可避免地存在着不确定性误差,此时便很难对被控对象建立精确的数学模型。 而鲁棒控制明确地考虑了数学模型中的不确定性误差,通过设计一个反馈控制器,使得闭环系统渐进稳定,并且还具有满意的鲁棒性能。鲁棒控制理论不仅可以适用于SISO系统和MIMO系统鲁棒性的分析和研究,而且对于线性系统和非线性系统的控制器设计同样卓有成效,大大地扩充了研究问题的领域。至今,现代鲁棒控制已逐步发展到模糊控制、自适应控制等其它控制领域,成为控制理论中的一个重要组成部分。 二十世纪80年代初提出的以系统传递函数矩阵的H_∞范数为性能指标的H_∞控制理论是目前鲁棒控制领域内最为完善的同时也是运用最为广泛的理论体系之一。许多有关控制系统的鲁棒性分析和研究,都可以变换为鲁棒H_∞控制理论的标准问题,同时H_∞控制理论又保留了现代控制理论中某些算法上的优点,更适于实际工程应用。 H_∞控制理论主要有两种处理方法:Riccati方法和LMI方法。Riccati方法就是基于Lyapunov稳定性理论,将反馈控制器的设计问题转化为Riccati方程正定对称解的存在性问题。然而在求解过程中需要手工调整方程的参数,较为繁琐。LMI方法则克服了Riccati方法的缺陷,将H_∞控制问题转化为凸优化问题,同时运用Matlab中的LMI工具箱,可以极为方便地求解LMI问题。 H_∞控制理论能较好地解决了系统中的鲁棒性能问题,但这是以牺牲系统的其它性能为代价的。针对此问题,可以利用将闭环极点配置在左半平面的指定区域后所剩余的自由度来抑制不确定性带来的不利影响,同时获得满意的动态性能。因此,本文基于鲁棒控制理论,通过反馈将系统极点配置在圆形区域内,以保证系统具有满意的鲁棒性能和抗干扰性能。并且从以下三个方面研究了具有极点约束的不确定线性系统的鲁棒控制问题:状态反馈控制器设计,状态观测器设计和动态输出反馈控制器设计。
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP13

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张清江;含区域极点配置的H_2/H_∞控制在飞控设计中的应用[D];西北工业大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚波,张庆灵,陈跃鹏,张国锋;广义系统具有完整性圆盘极点配置控制器设计[J];东北大学学报(自然科学版);2002年06期
2 袁立嵩,蒋慰孙;具有闭环极点位置约束的H_2/H_∞混合控制[J];自动化学报;1995年02期
3 王耀青;利用LQ逆问题参数化解研究鲁棒控制系统稳定界[J];自动化学报;2002年01期
4 俞立,陈国定,杨马英;不确定系统具有圆盘区域极点约束的鲁棒控制[J];自动化学报;2000年01期
5 俞立;具有区域极点和方差约束的不确定连续系统鲁棒控制[J];自动化学报;2000年04期
6 薛安克,吕应权,孙优贤;不确定线性系统鲁棒二次最优控制的时频域方法[J];控制与决策;2001年01期
7 王德进;一类非线性不确定时滞系统的鲁棒镇定[J];控制与决策;1999年04期
8 俞立,陈国定,潘海天;不确定离散时间系统的H_2/H_∞最优保性能控制[J];控制与决策;2001年02期
9 薛安克,蒋楠,林岳松;不确定线性系统LQ设计的鲁棒性分析[J];控制与决策;2001年06期
10 程相权,郭治,王远钢;满足H_∞,区域极点和方差指标约束的动态输出反馈控制研究[J];控制与决策;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘善伍;武俊峰;刘春涛;;一类区域极点约束下不确定采样系统的LMI鲁棒控制[J];哈尔滨理工大学学报;2006年01期
2 程相权,郭治,余海,刘世前;一类极点指标与方差指标约束的满意控制[J];火力与指挥控制;2002年02期
3 俞立,陈国定,杨马英;不确定系统具有圆盘区域极点约束的鲁棒控制[J];自动化学报;2000年01期
4 王子栋,郭治;基于广义逆理论的区域极点配置研究[J];南京理工大学学报;1999年01期
5 欧阳鑫玉,赵楠楠;大林算法与Smith预估法在温度控制中的优效研究[J];鞍山钢铁学院学报;2001年04期
6 褚丽华,李秀艳,胡一之,于晓峰;数字化直流调速在¢100机组限动芯棒在线控制中的应用[J];鞍山钢铁学院学报;1995年02期
7 黄玉洁,赵晓杰;双线性系统的含义及其特性[J];鞍山师范学院学报;2005年02期
8 王根平,张玉润,周春晖;卡尔曼滤波器在最优控制器设计中的应用[J];兵工自动化;1998年03期
9 曾建平,程鹏,张力军;状态反馈H_∞控制问题可解条件的简化[J];北京航空航天大学学报;2002年01期
10 陈虹,陈国琳,冷文军,刘涛;基于LMI的液压操舵系统H_2/H_∞控制器设计[J];船舶工程;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 舒慧生;吴让泉;;线性连续系统的区域极点约束鲁棒控制[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
2 曹永岩;冯旭;孙优贤;;具有完整性的鲁棒次优控制器设计[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
3 孙逢玖;王德进;;鲁棒非线性H~∞控制研究[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
4 王德进;丁大勇;;一类非线性不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
5 张萍萍;钱龙军;;不确定线性控制系统的圆形区域二次镇定[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
6 王惠姣;薛安克;;鲁棒H_∞最优控制两级倒立摆[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
7 牛彦杰;张湜;;离散线性切换系统的状态反馈H_∞鲁棒控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
8 王德进;齐国元;;线性不确定系统族同时H_∞控制:LMI方法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
9 何冠男;刘志东;;满足圆盘极点约束的不确定系统H_∞输出反馈控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
10 梁冰;王子华;段广仁;;基于状态反馈的离散广义系统完整性设计[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭达洲;时滞系统的稳定性、区域稳定性与控制研究[D];华南理工大学;2003年
2 马建伟;多指标满意PID控制设计研究[D];南京理工大学;2005年
3 李中健;大包线飞行控制系统鲁棒设计研究[D];西北工业大学;2000年
4 熊木地;大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
5 李佐成;开式循环鱼雷热动力装置结构参数摄动系统鲁棒H_∞控制[D];西北工业大学;2001年
6 李江;神经—模糊预测控制及其在碱回收炉中的应用[D];浙江大学;2001年
7 孙鑫;造纸过程的分层递阶智能控制系统[D];浙江大学;2001年
8 尹增山;混杂系统优化控制理论研究[D];浙江大学;2001年
9 陈国定;线性不确定系统鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
10 郭大蕾;车辆悬架振动的神经网络半主动控制[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜春娣;基于Backstepping的不确定机器人的耗散控制[D];燕山大学;2005年
2 陈丽;基于PD+前馈结构的不确定性机器人鲁棒控制策略研究[D];燕山大学;2005年
3 毛师彬;飞机鲁棒控制器设计及可视化仿真[D];西北工业大学;2005年
4 朱婉玲;汽车半主动悬架系统结构/控制集成优化研究[D];合肥工业大学;2002年
5 黄森仁;汽车电动助力转向系统(EPS)的研究[D];合肥工业大学;2003年
6 宋建强;基于随机优化的网络控制系统最优化方法研究[D];汕头大学;2003年
7 姜武华;汽车电动助力转向系统结构/控制参数的集成优化[D];合肥工业大学;2004年
8 孙东卫;都江堰水利自动化控制系统设计[D];电子科技大学;1999年
9 郭瑞;异步电动机自适应矢量控制系统的设计与仿真[D];辽宁工程技术大学;2000年
10 刘伟锋;水利水电工程施工系统分析与动态模拟[D];西安理工大学;2000年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾建平,程鹏,张力军;状态反馈H_∞控制问题可解条件的简化[J];北京航空航天大学学报;2002年01期
2 张汝麟;飞行控制与飞机发展[J];北京航空航天大学学报;2003年12期
3 李学军;具有极点约束的状态反馈控制及应用[J];长春大学学报;2003年06期
4 胡刚,刘永清,李远清;不确定性控制系统的成因、分类与控制策略[J];工业工程;2001年01期
5 鲁照权;线性不确定系统状态反馈鲁棒控制[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年04期
6 曾建平,黄琳;一类不确定性系统的鲁棒正实性分析与综合[J];控制与决策;2002年06期
7 史忠科;飞行器模型簇描述及鲁棒控制器设计[J];控制与决策;2004年08期
8 刘艳红,李春文,姜培刚;广义不确定系统的分步H_∞鲁棒控制[J];控制与决策;2004年12期
9 刘满,井元伟,张嗣瀛;区域极点配置问题的研究方法[J];控制与决策;2005年03期
10 吴旭光,穆向阳;计算控制论的理论与应用[J];西安石油大学学报(自然科学版);2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王进华;混合H_2/H_∞鲁棒控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2000年
2 陈国定;线性不确定系统鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 穆向阳;H_∞控制系统理论与应用研究[D];西北工业大学;2001年
2 王晓利;基于凸优化理论的不确定系统鲁棒分析与设计[D];西北工业大学;2001年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 谢蓉;鲁棒控制在某型直升机飞控系统设计中的应用[D];西北工业大学;2007年
2 王瑞华;压制武器(火炮)随动系统鲁棒控制研究[D];南京理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 张庆灵,邢伟,张国峰;线性广义系统的最优控制[J];东北大学学报(自然科学版);2000年06期
2 郭雷,冯纯伯;一类不确定系统的鲁棒H~∞控制器设计[J];中国科学E辑;1998年01期
3 黄琳,王龙,于年才;系统鲁棒性的若干问题——背景、现状与挑战[J];控制理论与应用;1991年01期
4 王耀青,刘微;离散不确定控制系统的鲁棒性分析与设计[J];控制理论与应用;1997年04期
5 薛安克,吕应权,孙优贤;性能指标含交叉项的不确定线性系统鲁棒保稳定控制[J];控制理论与应用;2000年05期
6 王耀青;LQ最优控制系统加权矩阵Q的一种数值算法[J];控制与决策;2000年05期
7 俞立,陈国定,杨马英;不确定系统具有圆盘区域极点约束的鲁棒控制[J];自动化学报;2000年01期
8 王远钢,郭治;状态反馈中圆形极点与状态方差约束的相容性[J];自动化学报;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐志成;仇超;;一种新型的不确定系统鲁棒参数选择方法[J];江苏电器;2008年05期
2 崔雅红;廖福成;卫宏儒;;一类变系数不确定大系统的鲁棒指数控制[J];控制工程;2010年S2期
3 倪茂林;吴宏鑫;谌颖;;鲁棒渐近跟踪控制器设计的新方法[J];自动化学报;1993年02期
4 罗毅平;邓飞其;;不确定时滞分布参数系统鲁棒控制的LMI方法[J];控制理论与应用;2006年02期
5 吴军生;翁正新;田作华;施颂椒;;一种变时滞不确定系统鲁棒可靠控制的线性矩阵不等式方法[J];上海交通大学学报;2008年10期
6 郭书祥;张陵;;基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优H_∞控制器设计[J];控制理论与应用;2006年06期
7 张霓,马皓;一类不确定脉冲型混杂系统的保代价控制[J];控制理论与应用;2005年04期
8 谌颖,黄文虎,倪貌林;鲁棒稳定控制器设计的变形Riccati方程方法[J];哈尔滨工业大学学报;1993年03期
9 赵家奎;一种设计鲁棒稳定控制器的新方法[J];武汉工业大学学报;1996年03期
10 胡文远,宋申民,段广仁;一种鲁棒渐近跟踪控制器设计的新方法[J];哈尔滨工业大学学报;1996年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘新宇;高立群;张文力;;不确定线性组合系统的分散鲁棒镇定[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
2 顾兴源;俞向罡;;一类离散时间不确定单输入系统的鲁棒控制[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
3 俞立;苏宏业;王景成;褚健;;不确定时滞系统的输出反馈鲁棒镇定[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
4 连捷;赵军;;一类不确定线性系统的切换变结构控制[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
5 方勃;黄文虎;吴瑶华;;不匹配不确定系统的变结构鲁棒输出跟踪控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
6 陈增强;王增会;孙青林;袁著祉;;基于定量反馈理论(QFT)的控制系统设计[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
7 方勃;刘红云;;非匹配条件下不确定大系统的非线性分散鲁棒控制[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
8 韩京清;张文革;高志强;;模型配置自抗扰控制器[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
9 王德进;;线性不确定系统多目标保代价控制的极大极小法[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
10 王德进;;线性不确定系统族同时保代价控制:LMI方法[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 陈可;鲁棒控制理论及航天应用成果丰硕[N];科技日报;2006年
2 姜恩 记者 张丽辉;燕山大学关新平教授获2006年度高校自然科学一等奖[N];河北日报;2007年
3 ;我校获2008年度国家科技奖成果简介[N];新清华;2009年
4 本报记者 王素艳;丹青难写是精神[N];秦皇岛日报;2006年
5 王勤 顾永红;中国自控领域的著名学者——冯纯伯[N];光明日报;2002年
6 沈阳建筑工程学院 吴成东 高峰;我国智能建筑走向何方?[N];中华建筑报;2000年
7 本报记者  张蕾;干科学事业 绘精彩人生[N];光明日报;2006年
8 陈静 周海洋;省科技厅来潭检查重点项目[N];湘潭日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴诗陆;多面体不确定系统的鲁棒控制及其在网络控制系统中的应用[D];东北大学;2010年
2 贾新春;不确定系统的鲁棒分析及其控制综合研究[D];西南交通大学;2003年
3 章伟;几类不确定系统的稳定性与镇定研究[D];上海交通大学;2010年
4 王进华;混合H_2/H_∞鲁棒控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2000年
5 黄自元;扫描探针显微镜智能自动化策略研究及应用[D];上海大学;2004年
6 丰保民;自由漂浮空间机器人轨迹规划与轨迹跟踪问题研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 蓝益鹏;永磁直线电机伺服系统鲁棒控制的研究[D];沈阳工业大学;2007年
8 刘大亮;一种球形移动机器人的运动分析与控制技术的研究[D];北京邮电大学;2009年
9 赵新华;水下超高速航行体动力学建模与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 丛佩超;空间机械臂抓取目标的碰撞前构型规划与控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李经纬;一类参数不确定系统的鲁棒控制[D];厦门大学;2007年
2 王丽;不确定系统的鲁棒及保成本控制研究[D];青岛科技大学;2006年
3 秦岭;具有区域极点约束的不确定系统鲁棒控制[D];武汉科技大学;2003年
4 夏建伟;不确定系统鲁棒H_∞控制[D];曲阜师范大学;2004年
5 吴含植;具分布时滞的不确定模糊系统鲁棒控制[D];南京理工大学;2008年
6 王晓利;基于凸优化理论的不确定系统鲁棒分析与设计[D];西北工业大学;2001年
7 魏东;时变广义参数不确定系统的鲁棒稳定分析与鲁棒镇定研究[D];天津大学;2004年
8 吕青;一类不确定模糊随机时滞系统的鲁棒控制[D];南京理工大学;2010年
9 李静;基于LMI方法的一类不确定系统的鲁棒正实性分析及鲁棒正实控制[D];厦门大学;2008年
10 崔新忠;线性时滞不确定系统的鲁棒控制研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
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