一种基于模型的鲁棒控制器设计方法技术

本发明专利技术提供了一种基于模型的鲁棒控制器设计方法，针对被控对象存在的不确定性变化，通过对比期望的闭环模型与实际闭环模型的误差来设计相应的误差权函数，同时还要考虑驱动输入量的限制条件，然后根据这两项性能指标来求解系统的鲁棒控制器。其核心在于利用期望的闭环输出与实际闭环输出的误差来设计误差权函数的方式，以及驱动输入权函数的设计方法。该方法设计简单，鲁棒性能好，能实现指定的闭环带宽，可以有效地保证对象不确定性情况下的系统稳定性能。

A Model-Based Robust Controller Design Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型的鲁棒控制器设计方法
本专利技术属于控制器设计领域，具体涉及一种基于模型的鲁棒控制器设计方法，主要用于当受控对象出现变化时的鲁棒控制。
技术介绍
Zames针对LQG控制方法鲁棒性能较差的缺点，在1981年提出H∞控制原理。Doyle在H∞控制理论领域做出了重大突破，首先将标准的H∞控制问题归结为两个代数黎卡提方程的求解问题。目前基于H∞的鲁棒控制设计方法广泛地被研究和运用。谢雷提出了最优调节理论，分析了混合灵敏度问题和鲁棒控制系统设计的关系。UMENO,T针对直流伺服电机参数的变化，提出了一种基于两自由度控制器参数化的鲁棒设计方法。针对伺服系统中同时出现的结构不确定性和非结构化不确定性问题，Yao,J中提出了一种自适应控制结合ESO的鲁棒控制方法。WGLee采用LMI-basedH∞设计原理设计了具有较好扰动抑制能力和跟踪性能的控制器。JARKrishnaMoorty在视轴稳定系统(LOS)使用H∞的混合灵敏度控制原理设计了一个高性能控制器。无论采用何种H∞改进算法其关键的核心依旧是如何合理的设计系统的指标和权函数，传统的H∞方法虽然最终能够达到系统鲁棒性的设计要求，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型的鲁棒控制器设计方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤(1)：设计精密稳定系统的一般控制结构框图，定义理想的闭环特性M，选用输入权函数Wu以及误差权函数Wp作为H∞的约束条件，Wu用来限制系统容许的最大控制输入，可以保证在极端不稳定条件下保护系统设备，Wp反映了实际闭环输出与理想的闭环输出之间的误差；步骤(2)：根据系统实际容许的最大控制输入和输出误差，确定Wu和Wp的权函数形式，Wu为一个代表最大驱动输入量的常数，通过对系统的误差测量和估计确定Wp，Wp权函数使用一阶低通滤波器以便避免产生一个非常高阶的鲁棒控制器；步骤(3)：将步骤(2)中的权函数代入H∞求解器，根据H∞的两...

【技术特征摘要】
1.一种基于模型的鲁棒控制器设计方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤(1)：设计精密稳定系统的一般控制结构框图，定义理想的闭环特性M，选用输入权函数Wu以及误差权函数Wp作为H∞的约束条件，Wu用来限制系统容许的最大控制输入，可以保证在极端不稳定条件下保护系统设备，Wp反映了实际闭环输出与理想的闭环输出之间的误差；步骤(2)：根据系统实际容许的最大控制输入和输出误差，确定Wu和Wp的权函数形式，Wu为一个代表最大驱动输入量的常数，通过对系统的误差测量和估计确定Wp，Wp权函数使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：任维，毛耀，聂康，周翕，李志俊，张超，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51