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鲁棒控制及其在四机架冷连轧机张力控制中的应用

陈永进  
【摘要】: 鲁棒控制理论研究的是当系统由于有参数扰动或外界干扰存在时系统的控制问题,特别是系统模型的不确定性对系统性能有影响时系统的控制问题。本文基于鲁棒控制的思想,在参考大量国内外文献的基础上,对鲁棒控制的整体进行了论述,并从鲁棒控制的基本原理、发展阶段、控制器设计方法等方面进行了深入的研究并对结果进行了仿真。为将鲁棒H_∞控制应用到实际控制做出了一定的技术储备。 本文从控制理论、设计方法到将设计方法应用到四机架冷连轧机张力控制系统的全过程进行研究。第一章对鲁棒控制针对的对象、发展状况、取得的成果和设计的方法进行了概要性的说明。第二章分析了鲁棒控制的基本理论,对不同的设计要求提出了可以转换为标准H_∞控制的不同的方法,并就H_∞控制理论研究的最新成果进行了证明。 第三章和第四章是本文研究的重点,在这两章中分析了三种鲁棒控制方法,对第一种方法进行了详细的推导,给出了针对三阶系统直接的设计方法,该方法简便、快捷,适合于参数在小范围变化的三阶系统。对第二种方法本文得出了以任意精度搜索α上界的γ迭代法,并分别就T_3=I,T_3≠I进行了算法和仿真研究,结果显示由该算法求出的控制器控制后的系统对参数的变化不敏感。对第三种方法作者详细分析了加权函数的选择要求,并根据这一要求给出了一种选择加权函数的可行方法。在第四章中对四机架冷连轧机张力形成环节的数学模型进行了推导,并分析了可以直接进行张力闭环控制时被控对象参数的选择,得出了基于速差的张力形成环节的可变参数是两个的结论。 在本文的最后一章将前述章节的理论与设计方法应用到四机架冷连轧机张力控制系统中,并进行了仿真与分析。


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