柔性梁降阶H_∞控制实验研究

研究了压电传感器、作动器非同位配置情况下柔性悬臂梁的降阶H∞振动控制问题。采用频域辨识方法获取低阶名义模型,合理选取权函数,将鲁棒H∞控制问题转化为标准H∞控制问题。采用CCL(Cone Complementarity Lin-earization)算法设计降阶H∞控制器。比较了全阶H∞控制器和降阶H∞控制器的控制效果,实验结果表明,设计的降阶H∞控制器能够有效抑制柔性梁的前三阶模态振动,而且不会产生溢出问题。

智能悬臂梁的降阶H_2控制

利用频域辨识方法得到智能悬臂梁的传递函数模型,在此基础上研究了柔性梁的降阶H2控制问题.首先利用系统增广技术将降阶H2控制问题转化为静态输出反馈问题;然后利用CCL(cone complementarity linearization)算法求解该静态输出反馈问题,给出了降阶控制器设计的结果,并与全阶控制器进行了性能比较.由于CCL算法是一种依赖于初值的迭代求解算法,无法保证得到全局最优解,迭代初值的选取就显得尤为重要,为此对初值选取进行了讨论;最后,对设计的控制器在柔性梁物理实验系统上进行了验证,实验结果表明了设计的有效性.

含时滞主动悬架离散控制系统的H∞鲁棒控制

工程中主动悬架系统实质上是含时滞离散控制系统的。文中针对时滞导致的主动悬架系统性能恶化和失稳现象,研究了基于状态反馈的H_(∞)鲁棒控制器。首先,建立主动悬架连续系统动力学模型,采用零阶保持器对系统模型进行离散化处理,利用状态反馈构建主动悬架离散控制系统闭环模型。其次,构造一种Lyapunov泛函,引入Schur补和Jessen不等式引理,利用LMI方法推导出含时滞主动悬架离散控制系统渐进稳定性判据。再通过CCL算法求解鲁棒控制器反馈增益参数及性能指标γ取值范围。最后,实例仿真结果表明,在时滞限值范围内,设计的控制器能使主动悬架系统达到镇定,有较好的鲁棒性能;对超出时滞限值一定范围的主动悬架控制系统,也可以实现鲁棒镇定。时滞量和采样周期对系统鲁棒性能产生耦合影响,在相同采样周期下,随着时滞量的增大,系统性能变差;在相同的时滞量下,采样周期不同,控制系统保守性与控制效果也不同。