運動伺服系統(tǒng)二自由度魯棒控制器設(shè)計.pdf

1、本文針對運動伺服控制系統(tǒng)設(shè)計中存在的不確定性問題，提出了二自由度魯棒控制方法研究問題。基于H∞控制理論解決魯棒控制問題的框架，研究了二自由度控制器的魯棒設(shè)計方法，并給出了控制器設(shè)計和仿真結(jié)果。
　　首先，本文推導了矢量控制型無刷直流電機帶載系統(tǒng)的機理模型，簡化得到了被控對象的數(shù)學模型。詳細分析了系統(tǒng)實際對象可能存在的主要不確定性，分別討論了各種不確定性對控制產(chǎn)生的影響并具體描述了各種不確定性的形式。為減小魯棒設(shè)計的保守性，將分散的

2、不確定性集中為一對角陣，得到了含有對角攝動的被控對象模型。
　　其次，根據(jù)二自由度控制方法的特點，選擇分步設(shè)計反饋和前饋控制器。反饋和前饋控制器需要解決魯棒穩(wěn)定性、擾動抑制和魯棒跟蹤性能問題，根據(jù)反饋和前饋不同的控制作用，分別討論了兩個控制器解決的控制問題，制定了具體的設(shè)計指標。
　　然后，針對含有對角攝動的被控對象模型，基于結(jié)構(gòu)奇異值理論，推導了反饋系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性條件和魯棒性能條件，研究了反饋控制器的μ分析與μ綜合設(shè)計方

3、法，給出DK?迭代法求解控制器的步驟。結(jié)合已存在的反饋控制回路，討論了含有不確定性的系統(tǒng)的前饋控制設(shè)計條件，在此基礎(chǔ)上結(jié)合H∞控制理論的解題框架，研究了前饋控制器的設(shè)計方法。針對H∞設(shè)計中的重要問題——加權(quán)函數(shù)的選擇進行了詳細的分析，給出了加權(quán)函數(shù)形式和參數(shù)的選擇依據(jù)。
　　最后，結(jié)合某型轉(zhuǎn)臺實例，辨識出轉(zhuǎn)臺被控對象的標稱模型，確定了對象不確定性的形式和描述；將性能指標轉(zhuǎn)化為對應的加權(quán)函數(shù)，應用本文提出的Hμ∞設(shè)計方法，完成了控制