鲁棒控制系统毕业设计.doc
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鲁棒控制系统毕业设计,摘 要鲁棒控制的应用已涉及多领域，在许多实际问题中，系统的状态往往是不能直接测量的，此时难以应用闭环控制或是出反馈制律实现系统控制。甚至有时即使系统的状态可以直接测量，但成本会成指数倍增加。世界范围内，对系统的控制进行了广泛而深入的研究。一些控制系统的核心问题是输出稳定，因此，系统的鲁棒控制及控制器...
内容介绍
此文档由会员 流水浮萍 发布
鲁棒控制系统毕业设计
摘 要
鲁棒控制的应用已涉及多领域，在许多实际问题中，系统的状态往往是不能直接测量的，此时难以应用闭环控制或是出反馈制律实现系统控制。甚至有时即使系统的状态可以直接测量，但成本会成指数倍增加。世界范围内，对系统的控制进行了广泛而深入的研究。一些控制系统的核心问题是输出稳定，因此，系统的鲁棒控制及控制器设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文首先提出了Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法，并解释了渐进稳定概念。然后基于Lyapunov方程和线性矩阵不等式对不确定时滞系统研究了输出反馈控制器的设计方法，设计了针对不确定的时滞系统输出反馈控制器，保证反馈系统渐近稳定。
最后通过MATLAB中的LMI工具箱求解控制器参数，并在SIMULINK环境下对实际系统进行了仿真实验，通过仿真实例运算，证明了控制器设计方法能够达到较好的控制效果，而且具有较强的鲁棒性和稳定性，证明了设计方法的有效性。
关键词：鲁棒控制；闭环控制；线性矩阵不等式；不确定性
Abstract
Nowadays, people often use state feedback control law to study robust control. but in many practical environment, the system state often cannot be measured directly,it is difficult to use state feedback control law to control the system.Sometimes,even if the state can be measured directly,but,considering the cost of implementing the control and reliability of the system and other factors,the state feedback control cannot achieve acceptable effect.If the output feedback law can achieve the performance requirements of the closed-loop system,then it can be selected with priority.Therefore,the output feedback stabilization of uncertain systems and controller design has important theoretical and practical value.
This paper is based on Lyapunov stability theory and Linear Matrix Inequality(LMI)methods.For uncertain time-delay systems with norm bounded uncertain parameters,the paper studied the output feedback controller controller design methods.The controller parameters were worked out by means of LMI toolbox in MATLAB.Simulation of the actual system was conducted on the basis of the SIMULINK toolbox in Matlab,the results of which proved that the new controller design method could achieve better control effect and was more robust and stable.
Key words:Robust control;Output feedback;Linesr Matrix Inequality(LMI);
Uncertainty;Time-delay
目 录
第1章 鲁棒控制简介 1
1.1 反馈控制综述 1
1.2 鲁棒控制系统概述 2
第2章 系统的不确定性和理论基础 5
2.1 系统的非结构不确定性 5
2.2 系统的结构不确定性 6
2.3 线性矩阵不等式 6
2.4 LYAPUNOV稳定性理论 9
第3章 控制器设计 14
3.1 不确定时滞系统的静态输出反馈控制器设计 14
3.2 具有控制时滞的不确定时滞系统静态输出反馈控制器设计 17
3.3 不确定时滞系统的动态输出反馈控制器设计 22
结 论 27
参考文献 28
致 谢 29
摘 要
鲁棒控制的应用已涉及多领域，在许多实际问题中，系统的状态往往是不能直接测量的，此时难以应用闭环控制或是出反馈制律实现系统控制。甚至有时即使系统的状态可以直接测量，但成本会成指数倍增加。世界范围内，对系统的控制进行了广泛而深入的研究。一些控制系统的核心问题是输出稳定，因此，系统的鲁棒控制及控制器设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文首先提出了Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法，并解释了渐进稳定概念。然后基于Lyapunov方程和线性矩阵不等式对不确定时滞系统研究了输出反馈控制器的设计方法，设计了针对不确定的时滞系统输出反馈控制器，保证反馈系统渐近稳定。
最后通过MATLAB中的LMI工具箱求解控制器参数，并在SIMULINK环境下对实际系统进行了仿真实验，通过仿真实例运算，证明了控制器设计方法能够达到较好的控制效果，而且具有较强的鲁棒性和稳定性，证明了设计方法的有效性。
关键词：鲁棒控制；闭环控制；线性矩阵不等式；不确定性
Abstract
Nowadays, people often use state feedback control law to study robust control. but in many practical environment, the system state often cannot be measured directly,it is difficult to use state feedback control law to control the system.Sometimes,even if the state can be measured directly,but,considering the cost of implementing the control and reliability of the system and other factors,the state feedback control cannot achieve acceptable effect.If the output feedback law can achieve the performance requirements of the closed-loop system,then it can be selected with priority.Therefore,the output feedback stabilization of uncertain systems and controller design has important theoretical and practical value.
This paper is based on Lyapunov stability theory and Linear Matrix Inequality(LMI)methods.For uncertain time-delay systems with norm bounded uncertain parameters,the paper studied the output feedback controller controller design methods.The controller parameters were worked out by means of LMI toolbox in MATLAB.Simulation of the actual system was conducted on the basis of the SIMULINK toolbox in Matlab,the results of which proved that the new controller design method could achieve better control effect and was more robust and stable.
Key words:Robust control;Output feedback;Linesr Matrix Inequality(LMI);
Uncertainty;Time-delay
目 录
第1章 鲁棒控制简介 1
1.1 反馈控制综述 1
1.2 鲁棒控制系统概述 2
第2章 系统的不确定性和理论基础 5
2.1 系统的非结构不确定性 5
2.2 系统的结构不确定性 6
2.3 线性矩阵不等式 6
2.4 LYAPUNOV稳定性理论 9
第3章 控制器设计 14
3.1 不确定时滞系统的静态输出反馈控制器设计 14
3.2 具有控制时滞的不确定时滞系统静态输出反馈控制器设计 17
3.3 不确定时滞系统的动态输出反馈控制器设计 22
结 论 27
参考文献 28
致 谢 29
