魯棒控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc
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魯棒控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì),摘 要魯棒控制的應(yīng)用已涉及多領(lǐng)域，在許多實(shí)際問題中，系統(tǒng)的狀態(tài)往往是不能直接測(cè)量的，此時(shí)難以應(yīng)用閉環(huán)控制或是出反饋制律實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。甚至有時(shí)即使系統(tǒng)的狀態(tài)可以直接測(cè)量，但成本會(huì)成指數(shù)倍增加。世界范圍內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的控制進(jìn)行了廣泛而深入的研究。一些控制系統(tǒng)的核心問題是輸出穩(wěn)定，因此，系統(tǒng)的魯棒控制及控制器...
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魯棒控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
魯棒控制的應(yīng)用已涉及多領(lǐng)域，在許多實(shí)際問題中，系統(tǒng)的狀態(tài)往往是不能直接測(cè)量的，此時(shí)難以應(yīng)用閉環(huán)控制或是出反饋制律實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。甚至有時(shí)即使系統(tǒng)的狀態(tài)可以直接測(cè)量，但成本會(huì)成指數(shù)倍增加。世界范圍內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的控制進(jìn)行了廣泛而深入的研究。一些控制系統(tǒng)的核心問題是輸出穩(wěn)定，因此，系統(tǒng)的魯棒控制及控制器設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
本文首先提出了Lyapunov穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式（LMI）方法，并解釋了漸進(jìn)穩(wěn)定概念。然后基于Lyapunov方程和線性矩陣不等式對(duì)不確定時(shí)滯系統(tǒng)研究了輸出反饋控制器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了針對(duì)不確定的時(shí)滯系統(tǒng)輸出反饋控制器，保證反饋系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。
最后通過MATLAB中的LMI工具箱求解控制器參數(shù)，并在SIMULINK環(huán)境下對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真實(shí)例運(yùn)算，證明了控制器設(shè)計(jì)方法能夠達(dá)到較好的控制效果，而且具有較強(qiáng)的魯棒性和穩(wěn)定性，證明了設(shè)計(jì)方法的有效性。
關(guān)鍵詞：魯棒控制；閉環(huán)控制；線性矩陣不等式；不確定性
Abstract
Nowadays, people often use state feedback control law to study robust control. but in many practical environment, the system state often cannot be measured directly,it is difficult to use state feedback control law to control the system.Sometimes,even if the state can be measured directly,but,considering the cost of implementing the control and reliability of the system and other factors,the state feedback control cannot achieve acceptable effect.If the output feedback law can achieve the performance requirements of the closed-loop system,then it can be selected with priority.Therefore,the output feedback stabilization of uncertain systems and controller design has important theoretical and practical value.
This paper is based on Lyapunov stability theory and Linear Matrix Inequality(LMI)methods.For uncertain time-delay systems with norm bounded uncertain parameters,the paper studied the output feedback controller controller design methods.The controller parameters were worked out by means of LMI toolbox in MATLAB.Simulation of the actual system was conducted on the basis of the SIMULINK toolbox in Matlab,the results of which proved that the new controller design method could achieve better control effect and was more robust and stable.
Key words:Robust control;Output feedback;Linesr Matrix Inequality(LMI);
Uncertainty;Time-delay
目 錄
第1章 魯棒控制簡(jiǎn)介 1
1.1 反饋控制綜述 1
1.2 魯棒控制系統(tǒng)概述 2
第2章 系統(tǒng)的不確定性和理論基礎(chǔ) 5
2.1 系統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)不確定性 5
2.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不確定性 6
2.3 線性矩陣不等式 6
2.4 LYAPUNOV穩(wěn)定性理論 9
第3章 控制器設(shè)計(jì) 14
3.1 不確定時(shí)滯系統(tǒng)的靜態(tài)輸出反饋控制器設(shè)計(jì) 14
3.2 具有控制時(shí)滯的不確定時(shí)滯系統(tǒng)靜態(tài)輸出反饋控制器設(shè)計(jì) 17
3.3 不確定時(shí)滯系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輸出反饋控制器設(shè)計(jì) 22
結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
摘 要
魯棒控制的應(yīng)用已涉及多領(lǐng)域，在許多實(shí)際問題中，系統(tǒng)的狀態(tài)往往是不能直接測(cè)量的，此時(shí)難以應(yīng)用閉環(huán)控制或是出反饋制律實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。甚至有時(shí)即使系統(tǒng)的狀態(tài)可以直接測(cè)量，但成本會(huì)成指數(shù)倍增加。世界范圍內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的控制進(jìn)行了廣泛而深入的研究。一些控制系統(tǒng)的核心問題是輸出穩(wěn)定，因此，系統(tǒng)的魯棒控制及控制器設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
本文首先提出了Lyapunov穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式（LMI）方法，并解釋了漸進(jìn)穩(wěn)定概念。然后基于Lyapunov方程和線性矩陣不等式對(duì)不確定時(shí)滯系統(tǒng)研究了輸出反饋控制器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了針對(duì)不確定的時(shí)滯系統(tǒng)輸出反饋控制器，保證反饋系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。
最后通過MATLAB中的LMI工具箱求解控制器參數(shù)，并在SIMULINK環(huán)境下對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真實(shí)例運(yùn)算，證明了控制器設(shè)計(jì)方法能夠達(dá)到較好的控制效果，而且具有較強(qiáng)的魯棒性和穩(wěn)定性，證明了設(shè)計(jì)方法的有效性。
關(guān)鍵詞：魯棒控制；閉環(huán)控制；線性矩陣不等式；不確定性
Abstract
Nowadays, people often use state feedback control law to study robust control. but in many practical environment, the system state often cannot be measured directly,it is difficult to use state feedback control law to control the system.Sometimes,even if the state can be measured directly,but,considering the cost of implementing the control and reliability of the system and other factors,the state feedback control cannot achieve acceptable effect.If the output feedback law can achieve the performance requirements of the closed-loop system,then it can be selected with priority.Therefore,the output feedback stabilization of uncertain systems and controller design has important theoretical and practical value.
This paper is based on Lyapunov stability theory and Linear Matrix Inequality(LMI)methods.For uncertain time-delay systems with norm bounded uncertain parameters,the paper studied the output feedback controller controller design methods.The controller parameters were worked out by means of LMI toolbox in MATLAB.Simulation of the actual system was conducted on the basis of the SIMULINK toolbox in Matlab,the results of which proved that the new controller design method could achieve better control effect and was more robust and stable.
Key words:Robust control;Output feedback;Linesr Matrix Inequality(LMI);
Uncertainty;Time-delay
目 錄
第1章 魯棒控制簡(jiǎn)介 1
1.1 反饋控制綜述 1
1.2 魯棒控制系統(tǒng)概述 2
第2章 系統(tǒng)的不確定性和理論基礎(chǔ) 5
2.1 系統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)不確定性 5
2.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不確定性 6
2.3 線性矩陣不等式 6
2.4 LYAPUNOV穩(wěn)定性理論 9
第3章 控制器設(shè)計(jì) 14
3.1 不確定時(shí)滯系統(tǒng)的靜態(tài)輸出反饋控制器設(shè)計(jì) 14
3.2 具有控制時(shí)滯的不確定時(shí)滯系統(tǒng)靜態(tài)輸出反饋控制器設(shè)計(jì) 17
3.3 不確定時(shí)滯系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輸出反饋控制器設(shè)計(jì) 22
結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
