基于H环路成形的控制器设计及简化方法研究

摘要

本文对运用H<,∞>环路成形方法设计控制器时遇到的两个主要问题——怎样合理选取权函数和怎样简化高阶鲁棒控制器——进行了深入的研究.首先介绍了已有的几种权函数选取方法,并分析它们的优缺点;在此基础上提出了结合运用伪对角化理论和遗传算法的权函数优化方法以及基于遗传规划的权函数选择方法,并设计综合考虑鲁棒性能和时频域性能指标的目标函数,搜索适当的权函数使得到的控制器综合性能指标最优,从而使H<,∞>环路成形设计方法更趋智能化和系统化.针对控制器阶次较高实现困难的问题,介绍了将鲁棒控制器降阶为PID的算法,同时提出了将鲁棒控制器训练成模糊控制器的方法.运用所提出的方法,对倒立摆系统、混沌系统以及660MW单元机组模型进行了仿真,均取得了令人满意的结果,表明所提方法的有效性.

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1选题的背景和意义

1.1.1H∞控制理论的发展及基本思想

1.1.2H∞环路成形设计方法

1.2本文研究的内容

第二章权函数的选择

2.1两种权函数选择方法

2.1.1带有时域指标要求的H∞环路成形设计：模糊逻辑的应用

2.1.2在H∞环路成形设计时对加权函数和控制器同时综合

2.2几种优化权函数的方法

2.2.1采用遗传算法直接寻优确定权函数的方法

2.2.2基于遗传算法和伪对角化的权函数选取方法

2.2.3基于GP优化权函数的方法

第三章控制器简化

3.1将鲁棒控制器降阶成PID的方法

3.2训练成模糊控制器

3.2.1 ANFIS

3.3小结

第四章结束语

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况