多采樣率模糊控制理論及其在直接轉(zhuǎn)矩控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微處理器以及相關(guān)硬件設(shè)備的快速發(fā)展，數(shù)字控制器被廣泛地利用來控制一些諸如飛行器、機器人、磁盤驅(qū)動器和混沌等復(fù)雜非線性系統(tǒng)。尤其是，基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型來研究非線性系統(tǒng)的采樣控制已有一些研究成果，但是這些研究大多局限于單采樣率控制。然而，在實際應(yīng)用中，針對復(fù)雜的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，采用單一采樣頻率進行采樣與控制是不切實際的，甚至是不可能的。因此，本文將多采樣率控制原理與模糊控制技術(shù)相結(jié)合，進行如下幾

2、個方面的討論與研究： 首先，為了獲得非線性系統(tǒng)更精確的離散化模型，提出基于線性矩陣不等式(LMI)技術(shù)的模糊系統(tǒng)多采樣率全局離散化方法，利用離散提升技術(shù)和系統(tǒng)等價原理，求解一些受LMIs約束的廣義特征值最小化問題(GEVP)來得到非線性系統(tǒng)等價的具有凸多胞性質(zhì)的多采樣率離散化T-S模糊模型。 其次，結(jié)合區(qū)域極點配置和二次型優(yōu)化控制，提出了基于優(yōu)化區(qū)域極點配置的輸入多采樣率模糊優(yōu)化控制方法，求解一些Riccati方程來獲得

3、模糊優(yōu)化控制律，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性由Lyapunov穩(wěn)定性理論來得到保證。當考慮輸入時域約束和衰減響應(yīng)時，還提出了一種基于LMI方法的多目標多約束的輸入多采樣率模糊數(shù)字控制方法。與單采樣率模糊控制系統(tǒng)相比，輸入多采樣率模糊控制系統(tǒng)增加了系統(tǒng)有效輸入的個數(shù)，給控制系統(tǒng)的設(shè)計增加了冗余度，使系統(tǒng)性能得到了極大的改善。 再者，提出了基于模糊觀測器和無因果約束的輸出多采樣率反饋控制方法，避免了輸出多采樣率控制系統(tǒng)存在“因果約束”問題，將閉

4、環(huán)系統(tǒng)的極點配置于適當?shù)膱A盤內(nèi)，從而使閉環(huán)系統(tǒng)具有良好的動穩(wěn)態(tài)特性。通過求解一些LMIs來得到反饋控制律和觀測增益矩陣。由于多采樣率控制器的時變特性，使得輸出多采樣率模糊控制系統(tǒng)在性能上遠遠優(yōu)于單采樣率模糊控制系統(tǒng)。特別是，適當?shù)卦黾虞敵霾蓸又財?shù)，采用輸出多采樣率反饋控制可以完全實現(xiàn)狀態(tài)反饋控制器的許多功能。 最后，針對自適應(yīng)磁鏈觀測器在低速發(fā)電狀態(tài)下的不穩(wěn)定問題，提出了一種T-S型速度磁鏈模糊觀測器，該觀測器的增益矩陣是由一些