GIMC控制算法及其在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究.pdf

1、在很多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，尤其是價(jià)格昂貴的工業(yè)設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)一些系統(tǒng)誤差或外界干擾時(shí)使該設(shè)備仍然能夠保持良好的性能是至關(guān)重要的。因此，在控制上使用反饋控制的最根本的目的就是當(dāng)出現(xiàn)外部干擾和模型不確定時(shí)，系統(tǒng)仍然能夠獲得理想的性能。眾所周知，在標(biāo)準(zhǔn)的反饋控制結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的性能和魯棒性之間存在著內(nèi)在的、本質(zhì)的矛盾。換句話說，我們必須在所需性能和抗干擾的魯棒性之間進(jìn)行權(quán)衡。在過去的二十多年中，H∞控制、1L控制、μ分析等魯棒控制方法得到了廣泛的發(fā)展

2、，但遺憾的是，使用這些方法進(jìn)行魯棒控制器的設(shè)計(jì)都是以損失性能為代價(jià)的。其實(shí)不難理解，大多數(shù)的魯棒控制設(shè)計(jì)技術(shù)都是以最壞的假設(shè)為前提而設(shè)計(jì)的，但往往在具體的控制系統(tǒng)中，這種最壞的情況幾乎不會(huì)發(fā)生。
　　本文介紹了一種新的、高性能的、魯棒容錯(cuò)反饋控制結(jié)構(gòu)GIMC（Generalized Internal Model Control）。它是在Youla參數(shù)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行重新構(gòu)造得到的。其結(jié)構(gòu)包括兩部分：性能控制部分和魯棒性控制部分。它的

3、工作原理是：當(dāng)沒有外界干擾和模型誤差時(shí)，系統(tǒng)僅由性能控制器控制；而當(dāng)系統(tǒng)存在模型不確定或外界干擾時(shí)，魯棒控制器才開始發(fā)生作用。這樣就克服了傳統(tǒng)反饋結(jié)構(gòu)中性能與魯棒性之間的矛盾。
　　本文的研究?jī)?nèi)容包括以下幾部分：
　　(1)詳細(xì)討論Youla參數(shù)法，為GIMC控制結(jié)構(gòu)提供必要的理論基礎(chǔ)。
　　(2)以Youla參數(shù)控制法為基礎(chǔ)得到GIMC控制結(jié)構(gòu)。
　　(3)使用魯棒控制理論工具，對(duì)GIMC控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論證明和