《先进控制理论及其应用 教学课件 ppt 作者 葛宝明 林飞 第4章 鲁棒控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《先进控制理论及其应用 教学课件 ppt 作者 葛宝明 林飞 第4章 鲁棒控制（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 鲁棒控制,4.1 基本概念 4.2 优化与鲁棒控制 4.3 标准控制 4.4 H控制的求解 4.5 跟踪控制 4.6 参数不确定系统的鲁棒控制 4.7 鲁棒稳定与干扰抑制问题 4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,4.1 基本概念,(1)鲁棒稳定性 假定系统的数学模型属于某一个集合(对象模型可在此集合范围内摄动)，若集合中的每一个系统都是内部稳定的，则称集合中的系统是鲁棒稳定的。 (2)鲁棒镇定 假定被控对象的数学模型属于某一个集合，一个控制器被称为是鲁棒镇定的，是指它能镇定集合中的每一个被控对象。 (3)鲁棒性能 假定被控对象的数学模型属于某一集合0，一个控制器被称为具有鲁棒性能，是指它
2、能镇定集合0中的每一个被控对象，同时使它们满足某些特定的性能。,4.2 优化与鲁棒控制,图41 常规闭环控制系统,4.3 标准控制,图42 标准控制系统,4.4 H控制的求解,4.4.1 状态反馈设计 4.4.2 输出反馈设计,4.4.1 状态反馈设计,1.特例一 2.特例二 3.特例三,4.4.2 输出反馈设计,1)(A，B2)能稳定，(C2，A)能检测。 2)(A，B1)能稳定，(C1，A)能检测。,4.5 跟踪控制,图43 跟踪控制系统,4.6 参数不确定系统的鲁棒控制,4.6.1 二次稳定 4.6.2 鲁棒镇定系统 4.6.3 鲁棒镇定系统 4.6.4 干扰抑制,1)对于任意(t)，闭
3、环系统内部稳定。 2)对于任意(t)，在零初始条件下从w到z的闭环传递函数矩阵满足,4.6.1 二次稳定,任意解轨迹均成立，则称该系统是二次稳定的。该二次稳定性定义，意味着系统对于任意(t)是指数稳定的。,4.6.2 鲁棒镇定系统,图44 鲁棒镇定系统的标准控制表述,4.6.3 鲁棒镇定系统,用来综合自校正控制的性能指标一般有两类：优化性能指标，比如采用最小方差、广义最小方差等；常规性能指标，比如采用极点配置。所构成的控制器是多样的，比如最小方差控制器、广义最小方差控制器、PID调节器等。参数估计的方法也是多样的，比如最小二乘法、极大似然法等。,4.6.4 干扰抑制,下面以二次型性能指标为目标
4、，讨论鲁棒稳定与干扰抑制问题。这一问题仍然可以转化成标准控制问题。,1)对任意(t)，闭环系统内部二次稳定。 2)对任意(t)，由w到z的闭环传递函数满足,4.7 鲁棒稳定与干扰抑制问题,对给定的被控对象式(426)，存在状态反馈矩阵K，使得闭环系统满足性能指标1)与2)的充分必要条件为，存在标量0，使得Riccati不等式,当x(0)=0时，对任意t10，有,例42 某不确定性系统为 1)鲁棒稳定性，即，对参数不确定性，系统是二次稳定的。 2)干扰抑制性能，即，对任意给定的t10，性能指标,干扰抑制性能，即，对任意给定的t10，性能指标,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,1.阐述鲁棒稳定性、
5、鲁棒镇定与鲁棒性能的概念。 2.试解释H优化与鲁棒控制的关系。 3.在被控对象参数变化时，自适应控制和鲁棒控制有何不同表现？ 4.某系统为 5.某系统为 6.以某他励直流电动机为被控对象，试设计鲁棒控制器，使电动机转速跟踪阶跃函数，并应用Matlab软件进行仿真，以考查电动机参数变化时系统性能的鲁棒性。,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,图45 A=0时的系统转速响应,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,图46 A存在时鲁棒控制系统的转速响应,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,图47 A=0时最优控制系统的转速响应,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,图48 A存在时最优控制系统的转速响应,4.8 永磁同步电动机的鲁棒控制,图49 分别采用鲁棒控制和最优控制时的系统转速响应对比,
