本文關(guān)鍵詞：基于位置—加速度反饋的二階系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)配置問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文的目的是在矩陣二階系統(tǒng)框架下對控制器進(jìn)行研究,并把研究成果運(yùn)用在質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)中,改善系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性。機(jī)器人控制、振動控制和結(jié)構(gòu)動力學(xué)等問題都可以歸結(jié)為矩陣二階系統(tǒng)的控制與設(shè)計(jì)問題。隨著實(shí)際工程工作量的迅速增長,導(dǎo)致線性系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)也日益復(fù)雜,傳統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)配置方法難以滿足社會生活與現(xiàn)代工業(yè)高精度、高效率的控制要求。在二階動力學(xué)系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)過程中,解決這個(gè)問題最好的方法就是對控制律和魯棒設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行不斷地創(chuàng)新。以特征結(jié)構(gòu)配置問題為線索,本文的研究問題可以總結(jié)為下列幾點(diǎn):1)利用預(yù)先設(shè)定的控制律形式,建立位置-加速度反饋增益陣的參數(shù)化表達(dá)式.2)提取適合的魯棒性能指標(biāo),改善閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性�；谏鲜鏊枷�,本文在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新工作:首先,利用位置和速度反饋信息解決特征結(jié)構(gòu)配置問題。眾所周知,隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展,加速度可以通過加速度計(jì)測量得到,因此利用加速度傳感器測量結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)比利用速度或位置傳感器更加有利與可靠,尤其是在許多大型柔性結(jié)構(gòu)中。目前,研究人員已經(jīng)確認(rèn)使用位置-加速度反饋在不同工程領(lǐng)域中的重要性。其次,在允許閉環(huán)系統(tǒng)的特征值是未知的前提下,結(jié)合矩陣多項(xiàng)式的右互質(zhì)分解和奇異值分解(SVD)提出二階線性系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)配置的參數(shù)化方法。該算法為系統(tǒng)提供了有效的自由度,這些自由度可以用來改善閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性,不含有“返回”過程,具有較小的計(jì)算量。且直接基于二階系統(tǒng)模型進(jìn)行求解,保持原系統(tǒng)模型在其屬性上的精度,有效提高了動力學(xué)系統(tǒng)的計(jì)算效率,便于控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后,建立了一個(gè)新的魯棒性能指標(biāo)。該性能指標(biāo)在參數(shù)化方法的基礎(chǔ)上可以很方便地使閉環(huán)特征值在一定范圍內(nèi)參與優(yōu)化,使得閉環(huán)矩陣除了具有期望的特征值外,還希望特征值受到參數(shù)擾動后的改變量盡量小,即閉環(huán)系統(tǒng)特征值關(guān)于參數(shù)擾動不敏感。與前人工作不同的是,增加了對反饋增益矩陣的優(yōu)化,防止更大的控制輸入被應(yīng)用到控制系統(tǒng)中去。
【關(guān)鍵詞】：矩陣二階系統(tǒng) 位置-加速度反饋 魯棒特征結(jié)構(gòu)配置 參數(shù)化方法
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.1.1 振動系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)配置問題9
• 1.1.2 魯棒控制理論簡介9-10
• 1.2 特征結(jié)構(gòu)配置理論研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 基于二階系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)配置綜述11
• 1.2.2 基于等價(jià)一階系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)配置綜述11-12
• 1.3 加速度反饋控制律理論研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容和安排13-16
• 第2章 算法研究理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 矩陣二階系統(tǒng)概述16
• 2.2 有理分式矩陣及其互質(zhì)分解16-18
• 2.2.1 互質(zhì)多項(xiàng)式矩陣17
• 2.2.2 有理分式矩陣的互質(zhì)分解17-18
• 2.3 矩陣的奇異值分解18-21
• 2.4 Sylvester矩陣方程以及方程的解21-22
• 2.5 最優(yōu)化問題求解方法概述22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 二階系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 問題的提出24-26
• 3.3 可解的充分必要條件26-27
• 3.4 特征結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)27-30
• 3.4.1 反饋增益矩陣的參數(shù)化解27-29
• 3.4.2 數(shù)值算例29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-32
• 第4章 二階系統(tǒng)魯棒特征結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)32-47
• 4.1 引言32
• 4.2 問題的提出32-33
• 4.3 可解的充分必要條件33-34
• 4.4 魯棒特征結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)34-40
• 4.4.1 反饋增益矩陣的參數(shù)化解35-37
• 4.4.2 提取魯棒性能指標(biāo)37-40
• 4.5 數(shù)值算例研究40-45
• 4.5.1 未考慮魯棒性的解41-43
• 4.5.2 考慮魯棒性的解43-44
• 4.5.3 結(jié)果分析44-45
• 4.6 本章小結(jié)45-47
• 第5章 擾動系統(tǒng)47-52
• 5.1 引言47
• 5.2 非魯棒解決方法47-48
• 5.3 魯棒解決方法48
• 5.4 結(jié)果分析48-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 攻讀碩士士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

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1 李師廣;線性系統(tǒng)參數(shù)特征結(jié)構(gòu)配置與振動主動控制[D];上海交通大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于位置—加速度反饋的二階系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)配置問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：324435