非最小相位系統(tǒng)魯棒控制及應(yīng)用研究.pdf

1、本文以磁懸浮球和一級倒立擺兩個典型的非最小相位系統(tǒng)為研究對象，對只有一個不穩(wěn)定極點的非最小相位系統(tǒng)采用混合靈敏度設(shè)計，對同時具有不穩(wěn)定零、極點的非最小相位系統(tǒng)采用復(fù)合控制，并分別在磁懸浮球系統(tǒng)和一級倒立擺系統(tǒng)中實現(xiàn)。
　　首先，分別建立磁懸浮球系統(tǒng)和一級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并將非線性模型線性化，分別分析系統(tǒng)的能控性以及系統(tǒng)中包含的不確定性因素。
　　其次，研究了靈敏度設(shè)計中的魯棒性、加權(quán)函數(shù)選擇原則、優(yōu)化指標(biāo)等問題，針對只

2、有不穩(wěn)定極點的磁懸浮球系統(tǒng)，先運用PV控制將其穩(wěn)定，測試系統(tǒng)對象特性，得到名義對象和不確定性界后再運用混合靈敏度設(shè)計，通過轉(zhuǎn)化成H∞標(biāo)準(zhǔn)問題求解控制器。
　　然后，針對同時具有不穩(wěn)定零、極點的非最小相位系統(tǒng)，研究輸出反饋魯棒性設(shè)計的極限，并采用復(fù)合控制方案，以倒立擺系統(tǒng)為例，先用經(jīng)典控制穩(wěn)定擺角回路，再對位置回路進行H∞輸出反饋控制設(shè)計。
　　最后，將設(shè)計得到的磁懸浮球控制器和倒立擺控制器分別進行仿真和實驗研究，驗證系統(tǒng)設(shè)計