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鲁棒控制理论及航天应用成果丰硕

任何实际物理系统中都不可避免地存在一些不确定因素,因此关于不确定系统的鲁棒控制研究不但具有重大的理论意义,而且还具有非常重要的应用价值。鲁棒控制是20世纪70年代兴起的一个控制理论分支,目前仍然异常活跃。航天技术是探索、开发和利用宇宙及空间资源和发展高科技武器、保护国家安全的现代高科技技术。在航天领域中,存在着许多尚未解决的非常复杂的鲁棒控制问题。这些问题在一定程度上制约了航天控制技术的发展。为了提高我国的控制理论水平和解决航天控制中的一系列重大问题,亟待建设一支具有坚实基础和较高自主创新能力的研究群体。哈尔滨工业大学承担的2005年教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队项目:鲁棒控制理论及其在航天控制中的应用取得丰硕成果。     本创新团队有“长江学者”和“国家杰出青年基金”获得者3人,教育部“新世纪优秀人才基金”获得者4人、教育部“优秀骨干教师资助计划基金”获得者2人和2位中国青年科技奖获得者。团队在...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2006-03-21
《控制与决策》1990年40期
控制与决策

H_∞鲁棒控制理论发展的十年回顾

1H∞鲁棒控制理论的概念及实质H∞鲁棒控制理论是在H∞空间(即Hardy空间)通过某些性能指标的无穷范数优化而获得具有鲁棒性能的控制器的一种控制理论。H∞空间是在开右半平面解析且有界的矩阵函数空间,其范数定义为‖F‖∞:=supRe(s)>0σ-[F(s)]=supω∈Rσ-[F(jω)](1)即矩阵函数F(s)在开右半平面的最大奇异值的上界。H∞范数的物理意义是它代表系统获得的最大能量增益。H∞鲁棒控制理论的实质是为多输入多输出(MIMO)且具有模型摄动的系统提供了一种频域的鲁棒控制器设计方法。H∞鲁棒控制理论很好地解决了常规频域理论不适于MIMO系统设计及LQG(线性二次高斯)理论不适于模型摄动情况两个难题,其计算复杂的缺点已因计算机技术的飞速发展及标准软件开发工具箱的出现而得到克服,故近十年来已成为控制理论的一个热点研究领域,并取得了大量的实际应用成果。2H∞鲁棒控制理论的发展过程控制界将H∞鲁棒控制理论的发展过程分为两个...  (本文共8页) 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

基于鲁棒控制理论的风电机组塔架振动控制

能源始终伴随着人们的生活,随着工业化程度的提高,人们对能源的需求越来越大,但是地球上的化石能源是有限的,并且正在日益枯竭,人类面临着严峻的能源问题。因此,开发可再生能源成为世界各国的能源发展方向。在可再生能源中,风能因为分布范围广、开发难度低和清洁性被人类所重视。随着风电行业的发展,风电机组趋于大型化,塔架高度也越来越高,提升风电机组的发电稳定性与抑制塔架的振动成为风电行业发展中的关键。本文以2MW双馈型风电机组为研究对象,基于鲁棒H∞控制理论,以提升发电功率的稳定性与抑制塔架扭转振动和前后方向振动为控制目标,设计变桨控制器。首先在Bladed软件中搭建风电机组模型,然后利用软件的线性化功能获得单个风速点处的风电机组线性化模型。将线性化模型进行处理,作矩阵变换,得到适用于鲁棒控制理论的状态空间模型。在Matlab中进行控制器的求解,同时与PI控制器进行对比,验证鲁棒控制器的幅频特性与阶跃响应性能。为了进一步验证鲁棒控制器的有效性...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

《重庆工业高等专科学校学报》2004年06期
重庆工业高等专科学校学报

鲁棒控制理论的研究与发展

1概述传统控制器都是基于系统的数学模型建立的,因此,控制系统的性能好坏很大程度上取决于模型的精确性,这正是传统控制的本质。现代控制理论可以解决多输入、多输出(MIMO)控制系统地分析和控制设计问题,但其分析与综合方法也都是在取得控制对象数学模型基础上进行的,而数学模型的精确程度对控制系统性能的影响很大,往往由于某种原因,对象参数发生变化使数学模型不能准确地反映对象特性,从而无法达到期望的控制指标,为解决这个问题,控制系统的鲁棒性研究成为现代控制理论研究中一个非常活跃的领域。简单地说,鲁棒控制就是对于给定的存在不确定性的系统,分析和设计能保持系统正常工作的控制器。鲁棒振定是保证不确定性系统的稳定性,而鲁棒性能设计是进一步确定保有某种指标下的一定的性能。根据对性能的不同定义,可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。鲁棒控制自其产生便得到了广泛的注目二蓬勃发展。其实人们在系统设计时,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《控制与决策》2002年05期
控制与决策

鲁棒控制理论应用于宏观经济系统分析

1 引  言  一般的实际系统都具有不确定性 ,当不确定性在一组给定的范围内发生变化时 ,如果能够保证反馈控制系统的稳定性、渐进调节和动态特性不受影响 ,则称该系统是具有鲁棒性的 [1]。2 宏观经济系统模型的建立  宏观经济系统是一个动态系统 ,其模型本身具有缺陷和参数估计误差 ,而且存在自身和外部的扰动信号 [2 ]。本文运用线性二次型控制理论中的鲁棒设计方法对宏观经济系统进行分析与优化控制 ,从而能够保持经济系统的完全稳定运行 ,并且保证受控变量能够准确跟踪预先给定的目标。3 宏观经济系统模型的分析及其控制策略3.1 线性二次型高斯 ( LQG)问题  以下是简化的动态受控系统模型[3 ]X( t+ 1 ) =AX( t) + BU( t) +ΓW( t)Y( t) =CX( t) + V( t) ( 1 )  假设这些信号为零均值的 Gauss过程 ,它们的协方差矩阵为E[W( t) WT( t) ]=Ξ≥ 0E[V( ...  (本文共3页) 阅读全文>>

《西北轻工业学院学报》2000年04期
西北轻工业学院学报

鲁棒控制理论中3种主要方法综述(一)

1 前言所谓鲁棒控制,就是设计一种控制器,使得当系统存在一定程度的参数不确定性及一定限度的未建模动态时,闭环系统仍能保持稳定,并保持一定的动态性能品质的控制〔1〕.建立在传递函数基础上的经典反馈控制理论及建立在状态空间描述基础上的现代控制理论存在的一个重大缺陷是要求知道被控对象精确的数学模型.鉴于建模方法的局限性及实际过程自身参数摄动现象的存在,对象数学模型中不可避免地存在着各种形式的不确定性.因此,获得被控对象精确数学模型的难度很大.控制界针对不确定性对系统性能影响的研究产生了鲁棒控制理论,并使其向深层次化、实用化的方向发展.虽然不确定性是未知的,但总可以假定其是有界的.在鲁棒控制理论中,将不确定性分为参数不确定性及未建模动态〔2〕.前者通常不改变系统的结构及阶次,只是使对象的参数发生摄动,对系统的影响发生在低频段;后者则表现为高频不确定性,通常不知道其结构和阶次,但可通过频率响应实验测出其幅值界限.根据研究的需要,可将未建模...  (本文共6页) 阅读全文>>