交流伺服系统鲁棒性控制

• 作 者: 于善涛
• 机 构: 沈阳工业大学
• 出 处: 沈阳工业大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 伺服系统 鲁棒性控制 H_∞控制 自适应控制

任何一个实际系统由于内部和外部的各种原因,它的参数和外部干扰都有很大的不确定性。由于这些不确定性的存在,按照理想模型得到的最优控制在实际上不仅不能保证最优,而且会引起控制品质的严重下降。本文针对外加负载扰动和参数不确定性对高速、高精度伺服系统的影响问题,采用了鲁棒控制理论的方法,提出两种控制策略,来解决上述问题。 首先是基于H_∞控制理论基础上的鲁棒控制器的研究,当系统被控对象参数发生摄动时,需设计使系统二次稳定的状态反馈控制器。本文将系统二次稳定的控制器设计问题转化为基于状态反馈的H_∞标准设计问题,然后在H_∞标准设计的基础上,以线性矩阵不等式的形式给出了该系统鲁棒渐近稳定条件,根据该线性矩阵不等式得到的可行解设计的反馈控制器能使得在外部干扰和参数摄动都存在的情况下,系统均稳定。控制器的可行解可。 基于H_∞控制理论基础上的自适应控制的研究,利用一个具有鲁棒性能的H_∞自适应控制器对永磁同步电机进行跟踪控制,通过利用一个参数调节器和一个前馈补偿减小参数摄动和外部干扰对系统跟踪性能的影响。面对大的参数摄动和外部干扰,一旦H_∞性能能够满足,跟踪性能便能保证,鲁棒性跟踪问题被转化为一个非线性H_∞问题。为解一个非线性H_∞问题,将参数调节器、H_∞反馈控制器和补偿控制综合到一起,上述综合通过一个二次存储函数的选择来完成。 本文在控制器求解上,根据schur补定理,将Raccita不等式转化为线性矩阵不等式的形式进行求解,简化了求解过程。仿真结果表明,本文所选择控制策略不仅具有很强的鲁棒性,而且快速性比较好。