現(xiàn)代控制若干理論及應(yīng)用研究.pdf

1、振動問題在工程實踐中廣泛存在,近年來有關(guān)振動控制問題的研究受到更多的關(guān)注.本文以振動臺控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)為工程背景,利用當代先進的控制理論對結(jié)構(gòu)振動控制問題和方法進行廣泛而深入的探討,針對實際應(yīng)用問題提出新的控制方法和解決問題的途徑.首先研究現(xiàn)代控制理論基本的和標志性研究成果LQG/H<,2>控制和(魯棒)極點配制控制的基本理論.發(fā)展了有關(guān)結(jié)構(gòu)振動問題的極點配置新方法,它們是基于Sylvester方程的特征值與特征向量配置方法,部分極

2、點及模態(tài)向量的輸出(位移與速度)反饋配置方法,以及高階振動系統(tǒng)極點配置的加速度反饋方法;針對實際問題一般無須配置系統(tǒng)全部極點的情況,利用二階狀態(tài)觀測器,本文提出正弦周期擾動振動問題部分極點配置的加速度反饋控制方法,不僅能降低控制器的階數(shù)、減少計算量,而且還可通過擾動觀測器將其推廣至未知的正弦擾動信號的控制問題.給出了LQG/H<,2>控制方法在實際應(yīng)用中的諸多發(fā)展和改進形式,它們分別是用于處理存在噪聲和模型擾動問題的基于ERA的LQG控

3、制方法,預(yù)測控制方法,能夠簡化控制器設(shè)計及其降階處理的平衡的LQG控制方法,以及非線性問題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法.針對系統(tǒng)部分極點位置需要約束的控制問題,提出振動系統(tǒng)在部分極點位置預(yù)先指定情況下的線性二次優(yōu)化問題新的控制算法.研究了隔振系統(tǒng)的控制問題,以及通過觀測器跟蹤正弦擾動信號的振動系統(tǒng)的H<,2>控制問題.以LQG/H<,2>控制和極點配制控制為基礎(chǔ),本文進一步研究魯棒控制的基本理論.為了克服基于Kalman濾波的參數(shù)辯識方法要求噪聲

4、信號具有白噪聲性質(zhì)的局限性,給出了基于H<,∞>控制的參數(shù)辯識方法.研究了包括一般隔振問題的H<,∞>控制方法.針對實際控制模型存在不確定性擾動或模型誤差問題,提出新的基于H<,∞>控制理論的多振動臺連續(xù)系統(tǒng)的雙自由度解耦控制器的設(shè)計方法.針對上述H<,∞>控制方法求解要求而存在的適當選取整形函數(shù)和匹配函數(shù)的困難,通過Youla參數(shù)化,研究并提出了基于H<,∞>/H<,2>混合控制的多振動臺解耦問題的線性矩陣不等式控制方法,具有重要的理