The invention provides a LMI-based time-varying continuous controller design for periodic piecewise vibration cooperative system, which includes: establishing a periodic piecewise vibration system model; calculating the controller parameter K(t) at each time through the LMI toolbox according to the parameters of the periodic piecewise vibration system model, so that the controller can calculate the controller parameter K(t) at each time according to the controller parameter K(t). The output u(t)=K(t)*x(t) of the controller is calculated with the system state variable x(t), which generates force and acts on the periodic piecewise vibration system. The invention also provides a corresponding device. In the invention, the controller parameter K (t) at each time is solved by LMI toolbox, so that the controller can calculate the controller parameter K (t) at each time in real time according to the parameters in the periodic piecewise vibration system model. When the parameters in the model change, the controller parameter can also be revised in real time, thus making the system more stable. It is more flexible to adapt to environmental changes and reduce the vibration amplitude of the system. In addition, the invention also provides corresponding devices.
【技术实现步骤摘要】
基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计
本专利技术涉及程序控制装置
,尤其涉及基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计。
技术介绍
周期振动系统在自然界是广泛存在的,比如旋转翼系统、太阳黑子活动等。工程中针对这一类系统,现有的技术大多是在系统中加入一些减振元件,来减缓系统的振动。这样的振动系统虽然造价较低,但是缺少灵活性,减振效果不灵活,无法适应多变的环境。因此,现有的减震系统缺少灵活性,减振效果不灵活,无法适应多变的环境是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有减振技术的不足,本专利技术提供了一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计。该方法针对周期分段振动系统,借助于Matlab软件中LMI工具箱,实时改变控制器参数,使系统达到稳定,减小系统的振动幅值,提升振动系统的性能。本项专利技术不限于具体的系统环境,较以往的技术相比,具有很大的灵活性。本专利技术提供的一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,包括:建立周期分段振动系统模型;根据周期分段振动系统模型中的参数,通过LMI工具箱计算出 ...
【技术保护点】
1.一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,其特征在于,包括:建立周期分段振动系统模型;根据周期分段振动系统模型中的参数,通过LMI工具箱计算出每个时刻控制器参数K(t),使得控制器根据控制器参数K(t)和系统状态变量x(t)计算控制器输出u(t)=K(t)*x(t),产生作用力并作用到周期分段振动系统上。
【技术特征摘要】
1.一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,其特征在于,包括:建立周期分段振动系统模型;根据周期分段振动系统模型中的参数,通过LMI工具箱计算出每个时刻控制器参数K(t),使得控制器根据控制器参数K(t)和系统状态变量x(t)计算控制器输出u(t)=K(t)*x(t),产生作用力并作用到周期分段振动系统上。2.根据权利要求1所述的一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,其特征在于,所述建立周期分段振动系统模型包括:建立系统的状态空间表达式为:z(t)=Cx(t)+Du(t)+Dww(t);取系统的状态变量为根据周期分段原理将系统分为S个子系统,S个子系统的周期分别为T1,T2,...,TS,系统周期为T=T1+T2+...+TS,设定t0=0,t1=T1,t2=T1+T2,…,ts=T1+T2+...+TS=T且满足:因此周期分段振动系统模型的表达式为:z(t)=Cix(t)+Diu(t)+Dwiw(t);t∈(nT+ti-1,nT+ti),n=0,1,2,...,i=1,2,...,S;其中,m为周期分段振动系统的质量,q为位移,w(t)为系统扰动,k和c为振动系统中的弹簧系数和阻尼系数,u(t)为控制器输出,Ai、Bi、Ci、Di、Bwi、Dwi为第i个子系统的系统参数。需要说明的是,模型表达式中,Ci=[10],Di=0,Dwi=0,其中i表示第i个子系统。3.根据权利要求2所述的一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,其特征在于,所述根据周期分段振动系统模型中的参数,通过LMI工具箱计算出每个时刻控制器参数K(t)具体包括:根据周期分段振动系统模型中的参数和LMI工具箱参数建立线性矩阵不等式:QS+1=Q1;US+1=U1;其中,λi和γ是LMI工具箱预先给定的参数,I是单位矩阵,Ui和Qi是通过LMI工具箱计算出来的矩阵,sym(A)=A+AT,*表示对称;求解得到K(t)=U(t)Q-1(t),其中,4.根据权利要求2所述的一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,其特征在于,所述周期分段振动系统模型采用指数稳定,即产生作用力并作用到周期分段振动系统上后还包括:检测系统是否以大于或等于预设的一个指数函数收敛率的速度达到稳定,若否,则判定系统不符合指数稳定的情况。5.根据权利要求2所述的一种基于LMI的周期分段振动协同系统的时变连续控制器设计,其特征在于,所述周期分段振动系统模型采用H∞性能指标,即产生作用力并作用到周期分段振动系统上后还包括:检测系统输出...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲁仁全,李博,李攀硕,李鸿一,吴元清,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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