ECP MODEL 505倒立摆两自由度控制器设计——H回路成形方法，H/H回路成形方法

摘要

计算机技术日新月异的发展,数学工具与控制理论更为紧密的结合,这些都使得鲁棒控制理论与应用在过去的十几年得到了迅速的发展.该论文用到了许多鲁棒控制理论的成果:两自由度控制,Youla参数化,H<'∞>综合,H<'2>/H<'∞>混合控制,回路成形.以上成果涉及到频域鲁棒控制理论和状态空间鲁棒控制理论.如何将频域鲁棒控制理论和状态空间鲁棒控制理论综合在一起,并合理的运用于控制系统的设计,是一具有挑战性的课题.该论文主要研究H<'∞>回路成形两自由度控制器设计方法及应用,H<'2>/H<'∞>回路成形两自由度控制器设计方法及应用,并用以上方法对ECP MODEL 505倒立摆系统进行试验仿真,仿真结果显示所提方法是有效和可行的.上述的研究工作对两自由度控制器设计,H<'∞>综合,H<'2>/H<'∞>混合控制,回路成形方法进行了深入和有益的探讨,为这些方法提供了新的思路,具有工程应用的广阔前景.

目录

文摘

英文文摘

第一章序言

§1.1鲁棒控制理论的发展

§1.2鲁棒控制的一个新方向-H2/H∞混合控制

§1.3本论文的思路

§1.4本论文的具体结构图

参考文献

第二章两自由度控制器

§2.1两自由度控制器简介

§2.2两自由度控制器设计方法简介

§2.2.1两自由度PID控制

§2.2.2两自由度内模控制

§2.2.3两自由度H2，H∞，混合H2/H∞控制

§2.3两自由度控制器参数化

§2.3.1控制器参数化理论

§2.3.2两自由度控制器的参数化

§2.4两自由度控制器实现

§2.4.1模型匹配方法

§2.4.2单步骤法与两步骤法简介

§2.4.3非模型匹配方法

本章小结

参考文献

第三章H∞回路成形与H2/H∞回路成形

§3.1回路成形方法

§3.2H∞综合

§3.3 H∞回路成形两自由度控制器设计

§3.3.1 H∞回路成形方法

§3.3.2H∞回路成形两自由度控制器设计

§3.4H2/H∞回路成形两自由度控制器设计

§3.4.1H2/H∞混合控制

§3.4.2线性矩阵不等式(LMI)

§3.4.3 H2/H∞综合

本章小结

参考文献

第四章ECP MODEL505倒立摆的两自由度控制——H∞回路成形方法H2/H∞回路成形方法

§4.1 ECP MODEL 505倒立摆控制系统介绍

§4.2 ECP MODEL 505倒立摆机械动态模型

§4.3 ECP MODEL 505倒立摆稳定性仿真试验——H∞回路成形方法

§4.4 ECP MODEL 505倒立摆两自由度控制仿真试验——H∞回路成形方法

§4.4.1内环PD控制器KPD

§4.4.2标称对象的响应

§4.4.3系统在θ(s)/x(s)参数摄动时的响应

§4.5 ECP MODEL 505倒立摆两自由度控制仿真试验——H2/H∞回路成形方法(凸优化)

§4.5.1 H∞两自由度控制仿真试验(续节4.4)

§4.5.2倒立摆两自由度控制仿真试验——H2/H∞回路成形方法(凸优化)

§4.6 ECP MODEL 505倒立摆两自由度控制仿真试验——H2/H∞回路成形方法(广义调节器理论)

本章小结

参考文献

第五章论文总结及对H2/H∞混合控制研究的展望

§5.1论文总结

§5.2H2/H∞混合控制研究的展望

参考文献

致谢