H_∞鲁棒控制理论发展的十年回顾

回顾了状态空间Ｈ∞鲁棒控制理论十年的发展历史。首先介绍了Ｈ∞鲁棒控制理论的概念及实质，然后将其发展过程划分为４个阶段，给出了国际著名学者的重要成果年代文献表，并归纳出Ｈ∞鲁棒控制理论的特点，简介了小增益理论、回路成形及μ分析的主要内容。

基于GA和H_∞混合优化的船舶航向控制器设计新方法

提出一种ＧＡ和Ｈ∞混合优化的般舶航向控制器设计新方法。该方法采用Ｈ∞环路成形技术设计船舶航向控制器，成形权函数采用遗传算法进行优化，从而避免了凭经验试凑权函数的盲目性，使控制器的设计系统化，且简单易行。

基于H∞回路成形的变循环发动机多变量控制

为了进一步提升变循环发动机的性能,针对3输入3输出变循环发动机模型,利用相对增益矩阵(RGA)分析了发动机内部的耦合性;采用基于目标函数的2自由度H∞回路成形法设计了多变量控制器,并与传统单变量PI方法做了对比。仿真结果表明:多变量控制系统具有良好的扰动抑制能力和跟踪性能,且能够顺利实现模态转换;与单变量方法相比,在同等的穿越频率及相位裕度约束下,n1回路阶跃响应的超调量减小了95.3%、调节时间缩短了51.5%;πe回路的最大偏移量减小了89.69%、调节时间缩短了27.4%。表明多变量方法可以对变循环发动机进行有效控制且在跟踪控制过程中的性能更优,可以显著提升变循环发动机的性能。

永磁同步直线电机的鲁棒PID控制

针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点,首先对其d-q模型进行处理,采用id=0的控制策略对模型进行简化,得到了一个SISO的频域模型;然后利用H∞控制理论派生出的闭环增益成形方法,对PMSLM的频域模型设计了一个鲁棒控制器,其算法非常简单,而且是一个PID算法。为了验证该控制器的性能,以dSPACE公司的数字信号处理器(DSP)控制卡DS1102为主控单元,设计了一套PMSLM的试验系统。从试验结果可知,系统在参数摄动和外部扰动的作用下都能保持快速响应和优良的跟踪性能,反映出该控制器具有良好的运行性能和鲁棒性。

基于改进开环增益成形的连续搅拌釜反应器控制

为多变量非线性过程控制对象的控制提出了一种改进的开环增益成形方法.该方法从工程实际出发,基于对闭环系统的开环传递函数L=GC的Bode图进行分析,由系统的开环传递函数,直接构造出鲁棒控制器.由于灵敏度函数S=(1+GC)-1和补灵敏度函数T=(1+GC)GC具有相关性S+T=I,因此,S的形状确定了,T的形状也就确定了.这样不仅避免了计算的复杂,而且也能够确保设计出的控制器具有良好的鲁棒性能和鲁棒稳定性.以过程工业中相当常见的一个化学反应系统连续搅拌釜反应器(CSTR)作为研究对象,通过MATLAB仿真验证了所提出的设计具有较好的控制效果.

Buck变换器线性参数变化模型的增益调度控制

针对开关变换器的输出电压极易受到输入电压或者负载波动的影响,提出一种建立在Buck变换器线性参数变化(LPV)模型基础上的增益调度控制策略.首先,将Buck变换器的小信号模型转换成以负载电阻和输入电压作为变参数的LPV模型,基于LPV的凸分解方法,利用线性矩阵不等式(LMI)技术对凸多面体各顶点分别设计满足H∞和闭环极点配置的反馈控制器,再插值各顶点所设计的反馈控制器,综合得到具有多面体结构的LPV控制器.该方法在线计算量小,容易实现.最后,通过仿真验证了设计方法的有效性,与传统的鲁棒控制策略的控制器相比,所设计的LPV控制器受Buck变换器中输入电压和负载电阻波动影响较小,具有更好的控制性能.

一种GA和H^∞混合优化控制器的设计方法

论述一种ＧＡ和Ｈ∞混合优化控制器的设计方法．该方法采用Ｈ∞环路成形技术设计控制器，同时，采用遗传算法对成形加权函数进行优化，这样，既能保证设计的控制器具有强的鲁棒性，满足各种性能指标的要求，又可使控制器的设计变得简单易行．将该设计方法应用于船舶航向控制器的设计。