【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制，特别是涉及h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法。
技术介绍
1、如何为日益庞大的系统设计控制器是控制领域面临的重大挑战之一。在实际应用中诸如此类的问题屡见不鲜，由于系统庞大而复杂，子系统数目较多，用传统的集中控制方法控制系统时需要从每个子系统收集信息，然后再制定控制决策，并将控制决策反馈给每个子系统，甚至在系统过于复杂时难以得到实际工程应用。鉴于此，需要将复杂的系统分成若干个相互连接的子系统，并针对各个子系统设计相应的子控制器，同时还能保证整体性能要求。这种方法的优点是控制器的设计是在子系统级上执行的,只利用局部的输入输出信息对系统进行控制。在过去的几十年里，许多设计技术得到了发展，然而分散控制的许多根本问题还没有得到有效解决，在由多个子系统组成的互联系统中，这些子系统具有互连、参数不确定性和外部扰动等问题，如何设计最优控制律以达到一定的性能目标，仍然是一个亟待解决的问题。
2、方法一结合lyapunov稳定性理论和特殊矩阵不等式线性化技术，根据线性矩阵不等式(lmi)公式，研究了一类不确定扰动非线性互联系统中基于观测器分散鲁棒输出跟踪控制问题。然而当lmi维数较高，特别是当子系统个数n很大时，可能会造成计算量的增加。这在一定程度上限制了该方法的应用。方法二为线性不确定离散时间系统设计鲁棒分散式控制器提供了新方法，新方法分两步实现，首先计算子系统的动态特性，以保证复杂系统的稳定性、鲁棒性和性能；在第二步中，设计子系统的分散控制器以满足第一步中获得的要求。虽然该方法不需要考虑交互环节，但是关于等效子
3、因此，亟需h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，解决现有技术在面对大型复杂互联系统时，其解耦装置设计困难、计算量大以及系统稳定性、鲁棒性难以保证的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，包括：
4、确定控制系统的标称模型和参数，并通过μ综合方法，获取标定矩阵；
5、基于系统控制器与所述标定矩阵的关系，获取h∞控制问题；
6、基于所述h∞控制问题对所述系统控制器进行参数化处理，并求出中心控制器；
7、基于变量配对准则，结合降阶技术和参数最优化，通过所述中心控制器获取分散控制器，完成h∞-μ综合混合分散控制器的设计。
8、进一步地，获取所述标定矩阵包括：
9、确定控制系统的标称模型和参数，获取控制结构；
10、将所述控制结构转化为μ综合控制结构，获取不确定性集合；
11、基于d-k迭代法对所述不确定性集合进行求解，获取所述标定矩阵。
12、进一步地，所述不确定性集合为：
13、
14、其中，δ为系统控制器的不确定性，δf为虚拟连接在d、e之间的不确定块，d为外部输入信号，e为性能输出信号，c为复数域。
15、进一步地，基于d-k迭代法对所述μ综合控制结构进行求解，获取所述标定矩阵包括：
16、s1.在频率域上逐点固定所述标定矩阵的初始估计；
17、s2.基于所述标定矩阵的初始估计对所述系统控制器进行标定，构造状态空间模型：
18、
19、其中，p(s)＝fp(p0(s),δp)，p(s)为控制系统的广义对象，fp为线性变换分式的映射关系，p0(s)为标称系统，d(s)为标定矩阵，d-1(s)为标定矩阵的逆矩阵，i为单位矩阵；
20、s3.固定d(s)，令对全部使系统控制器稳定的k最小化，并固定k，其中，fl为下线性变换分式的映射关系，k为系统控制器；
21、s4.重复s2并进行下一次迭代，直至迭代全部结束，获取所述标定矩阵。
22、进一步地，基于系统控制器与所述标定矩阵的关系，获取h∞控制问题包括：
23、选取μ值和γ峰值都小于1时所对应的标定矩阵，将所述对应的标定矩阵代入所述系统控制器中，获取新的广义对象，形成所述h∞控制问题。
24、进一步地，对所述系统控制器进行参数化处理的方法为：
25、
26、其中，为分散控制器，m∞为控制系统的m参数化，为次优控制器的自由参数。
27、进一步地，所述中心控制器为：
28、
29、其中，aμ0、bμ0、cμ0、dμ0为中心控制器的状态空间实现形式，bμ0＝[b1 b2 … bn]，b为bμ0的参数，c为cμ0的参数。
30、进一步地，所述分散控制器为：
31、
32、其中，k为分散控制器的子控制器，通过对子控制器的参数进行最优化得到；s为复频域算子。
33、本专利技术的有益效果为：
34、本专利技术提供h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，采用降阶技术结合最优化思想，以及h∞控制与μ综合控制混合进行分散控制器的设计，相比于集中控制器更容易在实际复杂大系统领域实现和应用，且不需要设计复杂繁琐的解耦装置，解决了现有技术计算量大以及系统稳定性、鲁棒性难以保证的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，获取所述标定矩阵包括：
3.根据权利要求2所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，所述不确定性集合为：
4.根据权利要求3所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，基于D-K迭代法对所述μ综合控制结构进行求解，获取所述标定矩阵包括：
5.根据权利要求1所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，基于系统控制器与所述标定矩阵的关系，获取H∞控制问题包括：
6.根据权利要求1所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，对所述系统控制器进行参数化处理的方法为：
7.根据权利要求1所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，所述中心控制器为：
8.根据权利要求1所述的H∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，所述分散控制器为：
【技术特征摘要】
1.h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，获取所述标定矩阵包括：
3.根据权利要求2所述的h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，所述不确定性集合为：
4.根据权利要求3所述的h∞-μ综合混合分散控制器的设计方法，其特征在于，基于d-k迭代法对所述μ综合控制结构进行求解，获取所述标定矩阵包括：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳彬，刘付军，陈辉，杨博涵，宋海佼，刘济源，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。