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H_∞回路成形设计的鲁棒性 被引量:16
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作者 何朕 孟范伟 +1 位作者 刘伟 王广雄 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期890-893,共4页
回路成形法设计中是用互质因子摄动来表示系统不确定性的.文中对这种互质因子摄动进行了较详尽的分析,指出系统中的弱阻尼模态会增大互质因子摄动的范数,因而降低了允许的摄动值,使系统实际上失去了鲁棒性.所以H∞回路成形设计并不一定... 回路成形法设计中是用互质因子摄动来表示系统不确定性的.文中对这种互质因子摄动进行了较详尽的分析,指出系统中的弱阻尼模态会增大互质因子摄动的范数,因而降低了允许的摄动值,使系统实际上失去了鲁棒性.所以H∞回路成形设计并不一定像所期望的那样具有鲁棒性.文中并用一个参数摄动下的鲁棒性为例来进行说明. 展开更多
关键词 回路成形 互质因子摄动 弱阻尼模态 鲁棒设计
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H_∞回路成形中的μ综合法 被引量:7
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作者 何朕 姜晓明 +1 位作者 孟范伟 王广雄 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期347-352,共6页
H∞控制理论中的回路成形设计和μ综合都已经是定型的设计方法.最近有文献提出一种将这两种设计方法结合起来处理弱阻尼谐振模态参数摄动的新方法.但是实际设计表明,二者的结合并没有达到预期的效果.本文分析指出,回路成形本质上是一种... H∞控制理论中的回路成形设计和μ综合都已经是定型的设计方法.最近有文献提出一种将这两种设计方法结合起来处理弱阻尼谐振模态参数摄动的新方法.但是实际设计表明,二者的结合并没有达到预期的效果.本文分析指出,回路成形本质上是一种鲁棒稳定性设计,其H∞范数指标的逆就是系统的稳定裕度.而μ综合只是一种鲁棒性能的设计工具.μ综合与回路成形结合只是反映在稳定裕度上,而并不影响设计所允许的摄动大小.所以在回路成形设计中没有必要再加进μ综合法.文中附有算例. 展开更多
关键词 H∞回路成形 稳定裕度 Μ综合 鲁棒性能 弱阻尼模态
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基于回路成形的并联DC/DC变换器均流控制器设计 被引量:14
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作者 游江 孟繁荣 张敬南 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期585-593,共9页
由于具有冗余性和模块化的特点,采用多个DC/DC变换器模块并联的电源系统被广泛应用于需要高可靠性供电的应用场合。但是,由于并联系统中各模块间参数差异引起的电流不均衡可能使得某些模块承担更多负载电流导致过载发热,而影响到整个电... 由于具有冗余性和模块化的特点,采用多个DC/DC变换器模块并联的电源系统被广泛应用于需要高可靠性供电的应用场合。但是,由于并联系统中各模块间参数差异引起的电流不均衡可能使得某些模块承担更多负载电流导致过载发热,而影响到整个电源系统的可靠性。因此,高性能的均流控制器对于多模块并联电源系统来说非常关键。将一个源于并联系统中单个模块电压环环路增益及其开环输出阻抗的等效传递函数作为均流控制器设计的被控制对象。将鲁棒H?回路成形设计法引入对均流环控制器的设计。仿真和实验结果表明该文所提出的设计方法是可行的和有效的。 展开更多
关键词 回路成形 并联DC/DC变换器 动态均流 输出阻抗 鲁棒控制
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挠性系统的控制设计和H_∞回路成形法 被引量:7
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作者 孟范伟 何朕 +1 位作者 王广雄 周荻 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1014-1020,共7页
挠性系统的控制设计与具体的挠性特性是相关的,从控制角度将挠性系统划分为轴系传动机构、桁架结构和卫星太阳能帆板的薄板型结构3类.其中薄板型结构挠性系统的挠性特点明显,文中指出H∞回路成形法能有效解决薄板型结构挠性系统设计上... 挠性系统的控制设计与具体的挠性特性是相关的,从控制角度将挠性系统划分为轴系传动机构、桁架结构和卫星太阳能帆板的薄板型结构3类.其中薄板型结构挠性系统的挠性特点明显,文中指出H∞回路成形法能有效解决薄板型结构挠性系统设计上的难点,即在幅频特性急剧下降的频段内保证系统的稳定性.一般H∞控制理论中,H∞范数是系统的性能指标.但H∞回路成形法中的H∞范数表示的则是闭环系统的稳定裕度.通过挠性系统的算例说明,H∞回路成形法并不是给定摄动范围下的设计问题,因此在鲁棒性设计这一概念上也不同于常规的H∞控制设计,有其自己的含义. 展开更多
关键词 挠性系统 H∞回路成形 H∞范数 鲁棒性 性能指标
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直升机H_∞回路成形全姿态控制器设计 被引量:3
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作者 王永 汪庆 +1 位作者 康卫昌 梁青 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第3期43-46,共4页
根据内外回路思想结合鲁棒H∞回路成形方法,设计了直升机双回路飞行控制系统。内回路主要完成直升机的全姿态控制,包括滚转角、俯仰角和偏航角的同时控制;外回路在内回路的基础上实现了速度跟踪。所设计的控制系统基本实现了直升机各通... 根据内外回路思想结合鲁棒H∞回路成形方法,设计了直升机双回路飞行控制系统。内回路主要完成直升机的全姿态控制,包括滚转角、俯仰角和偏航角的同时控制;外回路在内回路的基础上实现了速度跟踪。所设计的控制系统基本实现了直升机各通道间的解耦,且具有良好的跟踪性能和鲁棒性能。最后,按照ADS-33E标准对飞行性能进行了评估,结果表明飞行品质达到了1级水平。 展开更多
关键词 直升机 全姿态 解耦 飞行控制 H∞回路成形 回路
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一种变形的回路成形控制器及其应用 被引量:4
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作者 张显库 贾欣乐 王兴成 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期116-118,共3页
给出一种变形的回路成形控制器,并从理论上分析了将常规的回路成形控制器变形后能够改善系统动态性能所需的条件。将其应用于船舶自动舵的设计,获得了满意的控制结果。
关键词 船舶 自动舵 回路成形控制器 鲁棒控制器
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H_∞回路成形直升机双回路控制系统设计 被引量:3
7
作者 梁青 康卫昌 +1 位作者 许剑明 王永 《电光与控制》 北大核心 2009年第8期1-3,8,共4页
根据直升机飞行控制系统的内外回路设计概念,利用H∞回路成形方法设计了直升机双回路控制系统。首先采用H∞回路成形方法设计姿态命令/姿态保持控制器,使得直升机内回路具有良好的带宽和响应时间,且保持通道的解耦和鲁棒性;采用H∞回路... 根据直升机飞行控制系统的内外回路设计概念,利用H∞回路成形方法设计了直升机双回路控制系统。首先采用H∞回路成形方法设计姿态命令/姿态保持控制器,使得直升机内回路具有良好的带宽和响应时间,且保持通道的解耦和鲁棒性;采用H∞回路成形方法构建直升机的速度回路作为外回路,实现对直升机的前飞速度和横向速度的控制,保证速度通道上具有良好的跟踪性能和鲁棒性能。并按照ADS-33E对所设计的控制系统的操纵品质做出了评价。仿真结果显示了良好的控制效果,验证了该设计方法的有效性。 展开更多
关键词 直升机 飞行控制 解耦 H∞回路成形 回路控制系统
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H∞回路成形方法在航空发动机控制中应用及验证 被引量:3
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作者 王海泉 郭迎清 +1 位作者 陆军 李光耀 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第4期675-678,共4页
引入了基于频域理论的H∞回路成形方法对航空发动机进行控制器设计,有效地克服了类似于LQG的传统时域方法设计过程不透明的缺陷;为了提高控制器设计效率和准确性,在设计过程中,设计了一种能自动搜寻满足要求的权函数参数的方法,同时对... 引入了基于频域理论的H∞回路成形方法对航空发动机进行控制器设计,有效地克服了类似于LQG的传统时域方法设计过程不透明的缺陷;为了提高控制器设计效率和准确性,在设计过程中,设计了一种能自动搜寻满足要求的权函数参数的方法,同时对传统的控制结构进行了改形,改善了控制器性能;为更充分对控制器性能进行验证,在设计的航空发动机数控系统快速原型化实时仿真平台上进行了仿真,证实了所设计的改型后的H∞回路成形控制器在航空发动机控制上所具有的良好的性能。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 H∞回路成形 权函数 控制器 硬件在回路仿真
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基于H_∞回路成形方法的蒸汽发生器水位控制系统主控制器参数整定 被引量:4
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作者 周世梁 张鹏 刘玉燕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1236-1241,共6页
针对U形管蒸汽发生器水位前馈-反馈串级三冲量控制系统的主控制器PID参数整定困难,且鲁棒性要求高的特点,给出了一种基于H∞回路成形方法的主控制器PID参数整定方案。在负荷变化情况下,对采用传统方案整定主控制器的PID参数和H∞回路成... 针对U形管蒸汽发生器水位前馈-反馈串级三冲量控制系统的主控制器PID参数整定困难,且鲁棒性要求高的特点,给出了一种基于H∞回路成形方法的主控制器PID参数整定方案。在负荷变化情况下,对采用传统方案整定主控制器的PID参数和H∞回路成形方法整定主控制器的PID参数蒸汽发生器水位控制系统进行了对比仿真实验。仿真结果表明,采用该方法整定的控制系统具有良好的鲁棒稳定性和较好的控制性能。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 H∞回路成形 鲁棒PID
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超精密微动台离散回路成形控制器优化 被引量:2
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作者 杨进 朱煜 +2 位作者 尹文生 杨开明 张鸣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期178-185,共8页
为降低对存在模型摄动的超精密微动台的控制器的保守性,并规避常用的'连续设计—离散化'方法引入的离散化逼近误差的影响,以最优化微动台的控制性能,研究一种系统化的回路成形离散控制器优化方法。利用w变换建立的z平面与w平面... 为降低对存在模型摄动的超精密微动台的控制器的保守性,并规避常用的'连续设计—离散化'方法引入的离散化逼近误差的影响,以最优化微动台的控制性能,研究一种系统化的回路成形离散控制器优化方法。利用w变换建立的z平面与w平面之间的映射关系,将z平面的离散控制器设计转化为w平面内的连续控制器设计问题,并利用连续回路成形方法进行控制器设计。在回路成形设计准则的基础上,引入结构奇异值(μ)分析作为无保守性的鲁棒性约束,以控制带宽及干扰抑制能力为目标,建立完整的离散控制器优化框架。通过遗传算法该控制器优化问题进行参数寻优,获得对微动台最优的离散控制器。分析显示该方法有效地规避了离散化逼近误差的影响,并且在实际试验中优化的控制器有效地提高了微动台的控制性能,验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 超精密微动台 离散控制器 回路成形 鲁棒控制 遗传算法
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H_∞回路成形半挂汽车列车鲁棒控制器设计 被引量:3
11
作者 常胜 许洪国 刘宏飞 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1571-1576,共6页
在路面参考坐标系下建立了半挂汽车列车模型,分析了牵引车侧向位移响应特性。将鲁棒控制理论和算法应用于半挂汽车列车干扰控制的研究。针对开环不稳情况,运用标称受控对象前后加权、规范化左互质因式分解等方法设计了H∞回路成形控制... 在路面参考坐标系下建立了半挂汽车列车模型,分析了牵引车侧向位移响应特性。将鲁棒控制理论和算法应用于半挂汽车列车干扰控制的研究。针对开环不稳情况,运用标称受控对象前后加权、规范化左互质因式分解等方法设计了H∞回路成形控制器。该控制器具有良好的鲁棒稳定性,能够稳定有干扰情况下的车辆系统,满足道路条件要求,使侧向偏移量保持在较小数值下。 展开更多
关键词 交通运输安全工程 路面参考坐标系 侧向力干扰 半挂汽车列车 H∞回路成形 鲁棒控制
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大型柔性卫星平台的H_∞回路成形姿态稳定控制 被引量:2
12
作者 孙小松 杨旭 +1 位作者 耿云海 杨涤 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期490-493,共4页
研究了大型柔性卫星平台H∞回路成形姿态稳定控制问题。首先利用拉格朗日方程建立了该卫星的动力学方程,描述了系统存在的非结构不确定性,然后设计了H∞回路成形控制器。提出了控制系统所需要满足的鲁棒稳定性和鲁棒性能指标,随后利用H... 研究了大型柔性卫星平台H∞回路成形姿态稳定控制问题。首先利用拉格朗日方程建立了该卫星的动力学方程,描述了系统存在的非结构不确定性,然后设计了H∞回路成形控制器。提出了控制系统所需要满足的鲁棒稳定性和鲁棒性能指标,随后利用H∞回路成形理论设计了卫星的姿态稳定控制器,最后通过数学仿真证明了所设计的控制器的有效性。 展开更多
关键词 柔性卫星平台 回路成形 姿态
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摆动喷管控制导弹回路成形自动驾驶仪设计 被引量:3
13
作者 张晓峰 祝小平 杨军 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第6期60-63,共4页
针对摆动喷管控制防空导弹存在的伺服气动弹性问题,利用鲁棒回路成形方法在导弹的纵向通道设计了自动驾驶仪。首先,建立了考虑一阶弹性振动影响的纵向小扰动线性化模型;然后考虑到控制系统设计中存在的导弹自身以及外界干扰等不确定因... 针对摆动喷管控制防空导弹存在的伺服气动弹性问题,利用鲁棒回路成形方法在导弹的纵向通道设计了自动驾驶仪。首先,建立了考虑一阶弹性振动影响的纵向小扰动线性化模型;然后考虑到控制系统设计中存在的导弹自身以及外界干扰等不确定因素的影响,采用回路成形的方法,根据系统性能指标的要求,选取了系统期望回路成形函数,构造了防空导弹纵向自动驾驶仪回路成形设计框架,给出了鲁棒回路成形控制增益K∞;最后,对其进行了数字仿真。仿真结果表明,所设计的系统具有良好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。 展开更多
关键词 摆动喷管控制 伺服气动弹性 回路成形 鲁棒性能
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H_∞回路成形法设计直升机飞控系统 被引量:8
14
作者 朱华 杨一栋 《计算机仿真》 CSCD 2007年第7期62-64,291,共4页
直升机飞控系统幅频特性应低频高增益,高频低增益,尽可能提高带宽,以适应全包线机动飞行,优良动态跟踪及通道解耦等要求。用回路成形法结合经典控制理论,通过选取恰当的权阵和,而后用优化得到控制器,给出了直升机飞控系统内回路工程设... 直升机飞控系统幅频特性应低频高增益,高频低增益,尽可能提高带宽,以适应全包线机动飞行,优良动态跟踪及通道解耦等要求。用回路成形法结合经典控制理论,通过选取恰当的权阵和,而后用优化得到控制器,给出了直升机飞控系统内回路工程设计的具体策略。并指出了回路成形设计中的抗积分卷绕实施途径。对所给出的设计策略的有效性均辅以仿真验证。在成功的内回路设计基础上,可简便地单独设计外回路各通道。 展开更多
关键词 直升机 飞行控制 回路成形 反卷绕
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一种改进的H_∞回路成形权重函数优化选取方法 被引量:5
15
作者 曾丽兰 王道波 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2006年第4期487-492,共6页
在介绍和分析H∞回路成形基本设计方法的基础上,针对权重函数选取需要反复迭代、过程繁琐、所得控制器难以同时满足时域和频域性能指标等问题,提出了一种基于工程设计、辅以混沌优化理论的权重函数选取方法.与常规的权重函数选取方法相... 在介绍和分析H∞回路成形基本设计方法的基础上,针对权重函数选取需要反复迭代、过程繁琐、所得控制器难以同时满足时域和频域性能指标等问题,提出了一种基于工程设计、辅以混沌优化理论的权重函数选取方法.与常规的权重函数选取方法相比,该方法能够减少权重函数选取时迭代的次数,保证控制器的综合性能.仿真研究表明,利用该选取方法设计控制器简单易行,且控制器的性能能够更好地满足设计要求. 展开更多
关键词 H∞回路成形 权重函数选取 工程设计 混沌优化
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基于回路成形的鲁棒增益调度控制器设计 被引量:2
16
作者 傅彩芬 谭文 刘吉臻 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2005年第2期152-156,162,共6页
针对目前基于线性变参数系统的增益调度控制设计中存在的控制结构复杂性问题,提出一种基于回路成形的简单且易实现的增益调度控制结构.在此基础上,提出一个鲁棒增益调度控制设计方法.设计过程首先采用补偿器函数使得被控对象奇异值具有... 针对目前基于线性变参数系统的增益调度控制设计中存在的控制结构复杂性问题,提出一种基于回路成形的简单且易实现的增益调度控制结构.在此基础上,提出一个鲁棒增益调度控制设计方法.设计过程首先采用补偿器函数使得被控对象奇异值具有期望的形状,以保证被控对象的性能要求,然后利用小增益定理设计一个鲁棒控制器,得到具有良好性能的、结构简单的鲁棒增益调度控制器.最后针对一个化工过程,说明此方法的有效性.* 展开更多
关键词 线性变参数系统 增益调度 回路成形 小增益定理
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基于回路成形和μ综合的后轮主动转向鲁棒控制 被引量:3
17
作者 李铂 陈善华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期370-375,共6页
提出一种后轮主动转向鲁棒控制的两阶段综合方法.首先通过基于H∞控制的回路成形的反馈控制器设计,在保证鲁棒稳定性的前提下,使车辆系统在操纵稳定性的主要关注频带(0~1Hz)具有较大的横摆角速度反馈增益,从而实现了对中、高车速下... 提出一种后轮主动转向鲁棒控制的两阶段综合方法.首先通过基于H∞控制的回路成形的反馈控制器设计,在保证鲁棒稳定性的前提下,使车辆系统在操纵稳定性的主要关注频带(0~1Hz)具有较大的横摆角速度反馈增益,从而实现了对中、高车速下的横摆角速度响应特性的整定.然后再对包含反馈控制器的闭环系统,应用μ综合进行增益与车速成反比的前馈控制器设计,通过使车辆系统在大、小侧向加速度工况和中、高车速下均具有较小的质心侧偏角增益,间接实现对侧向加速度响应特性的整定. 展开更多
关键词 4轮转向 鲁棒控制 回路成形 H∞控制 Μ综合
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基于H_∞回路成形方法的弹道导弹姿控系统设计 被引量:1
18
作者 姚红 闫野 周伯昭 《航天控制》 CSCD 北大核心 2004年第3期17-19,39,共4页
根据弹道导弹姿控系统设计的特点 ,结合H∞ 回路成形方法对某型弹道导弹的姿控系统进行了具体设计 ,设计过程简单易行 ,设计结果优良 ,从而说明了该方法的确实可行性。
关键词 弹道导弹 姿态控制 H∞回路成形
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基于H_∞回路成形的鲁棒PID参数整定 被引量:3
19
作者 刘国华 石红瑞 《微计算机信息》 北大核心 2006年第08S期67-69,共3页
积分过程在工业过程控制中经常遇到,采用常规的PID参数整定方法很难得到理想的控制效果。本文采用基于H∞回路成形的鲁棒PID参数整定方法,实现对积分过程的有效控制。通过Simulink软件的仿真结果表明该方法的有效性。
关键词 积分过程 H∞回路成形 鲁棒PID PID参数整定
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蒸汽发生器水位控制器的多目标GA和静态H_∞回路成形优化设计 被引量:1
20
作者 周世梁 刘玉燕 段锋 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期123-129,共7页
提出了一种基于多目标遗传算法和静态H∞回路成形综合的给定结构鲁棒控制器设计方法,采用该方法设计了低负荷下蒸汽发生器水位的比例微分串联滤波器型控制器,并进行了水位给定值阶跃变化、蒸汽流量阶跃扰动和给水压力波动下控制系统响... 提出了一种基于多目标遗传算法和静态H∞回路成形综合的给定结构鲁棒控制器设计方法,采用该方法设计了低负荷下蒸汽发生器水位的比例微分串联滤波器型控制器,并进行了水位给定值阶跃变化、蒸汽流量阶跃扰动和给水压力波动下控制系统响应的仿真试验.结果表明:所设计控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能优于其他3种基于H∞回路成形的控制器设计方案;所得控制器在给定值阶跃变化、给水和流量扰动下均能保持较好的控制品质,具有良好的鲁棒性. 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 静态H∞回路成形 多目标遗传算法 鲁棒性
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