【摘要】：在控制系統(tǒng)的性能分析與控制器的設(shè)計過程中,希望可以迅速地觀測系統(tǒng)的性能,并且在保證控制效果的前提下,減少控制器的階次。但是傳統(tǒng)方法顯然在這些方面都很難達到設(shè)計者的預(yù)期要求,在偽譜理論框架下,本文針對連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)分別采用偽譜橫軸和偽譜半徑分析系統(tǒng)的瞬態(tài)過程,并根據(jù)性能指標(biāo)與魯棒性之間的關(guān)系分別設(shè)計了具有階次約束的魯棒控制器。首先,基于偽譜、偽譜橫軸和偽譜半徑的基本理論,將偽譜橫軸與偽譜半徑分別引入到連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)中,并據(jù)此定量分析它們與系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性之間的關(guān)系。特別是,基于偽譜橫軸與_?范數(shù)之間的關(guān)系,分析了系統(tǒng)的瞬態(tài)特性與魯棒穩(wěn)定性之間的關(guān)系。其次,在連續(xù)系統(tǒng)中,運用偽譜更快地預(yù)測系統(tǒng)的瞬態(tài)過程中是否會出現(xiàn)瞬態(tài)增長,以及運用偽譜法設(shè)計具有階次約束的控制器。利用偽譜橫軸來預(yù)測系統(tǒng)的瞬態(tài)增長,并根據(jù)系統(tǒng)的收斂速度來判定系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。選用一個典型的光電跟蹤伺服系統(tǒng)作為設(shè)計對象,運用偽譜橫軸作為控制器設(shè)計的目標(biāo)函數(shù),設(shè)定控制器的階次以及允許的擾動參數(shù)ε,然后求出優(yōu)化控制器。通過跟蹤不同頻率的正弦信號,分析了系統(tǒng)的跟蹤性能;通過加入不同大小的擾動,分析了跟蹤系統(tǒng)的抗干擾性;通過加入白噪聲分析了跟蹤系統(tǒng)對白噪聲的抑制能力。為了驗證控制系統(tǒng)的魯棒性,分析了攝動系統(tǒng)的跟蹤性能、抗干擾性以及噪聲抑制能力。仿真實驗表明控制系統(tǒng)具有良好的跟蹤性和抗干擾性。最后,在離散系統(tǒng)中,運用偽譜來觀測離散系統(tǒng)的瞬態(tài)過程,以及利用偽譜法優(yōu)化系統(tǒng)控制器參數(shù)及階次。利用偽譜半徑來預(yù)測系統(tǒng)的瞬態(tài)增長,并根據(jù)系統(tǒng)的收斂速度來判定系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。選用一個直流電機作為設(shè)計對象,運用偽譜半徑作為控制器設(shè)計的目標(biāo)函數(shù),設(shè)定控制器的階次以及允許的擾動參數(shù)ε,然后求出相應(yīng)的控制器。通過跟蹤不同頻率的正弦信號,分析了直流電機系統(tǒng)的跟蹤性能;通過加入不同大小的擾動,分析了直流電機系統(tǒng)的抗干擾性;通過加入白噪聲分析了直流電機系統(tǒng)對白噪聲的抑制能力。為了驗證控制系統(tǒng)的魯棒性,分析了名義系統(tǒng)引入攝動項后的跟蹤性能、抗干擾性以及噪聲抑制能力。仿真實驗表明控制系統(tǒng)具有良好的魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273
【圖文】：

Demmel矩陣偽譜

x (t ) =Ax (t ) 的特征值都在復(fù)平面的左半平面，則這個系統(tǒng)是漸無窮大的時候，x ( t )會衰減到零。需要注意的是，在系統(tǒng)瞬態(tài)分析的過程中，需要考慮瞬態(tài)增長對mar 在他們的一篇論文中針對下面的矩陣展開研究[81 0 0 0 0 0 6250 1 30 400 0 0 2502 0 1 0 0 0 305 1 5 1 0 0 20011 1 25 10 1 1 200200 0 0 150 100 1 10001 0 0 0 0 0 1é ù- -ê úê ú- -ê úê ú- -ê úê ú- -ê úê ú- - -ê úê úê - - - -úê úê -ú t，從而得到其圖像如圖 3.1 所示。

的瞬態(tài)過程中沒有出現(xiàn)瞬態(tài)增長， 、長，并且 瞬態(tài)增長遠大于 的瞬態(tài)增長。將較，得到如下結(jié)論：所選定的邊界遠離虛軸，所以矩陣 所對應(yīng)的言，當(dāng) ε 取相同值的時候，因為3( A) 的邊界軸的范圍，所以矩陣 的瞬態(tài)增長大于矩陣 數(shù)矩陣的偽譜圖可以預(yù)測系統(tǒng)的瞬態(tài)過程中

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張顯庫,賈欣樂,王興成,楊承恩;H_∞魯棒控制理論發(fā)展的十年回顧[J];控制與決策;1999年04期

本文編號：2802514