文档详情

一种基于精确反馈线性化的非线性鲁棒控制器-中国科技论文在线.PDF

发布:2017-11-01约2.24万字共7页下载文档
文本预览下载声明
第 13 卷 4 期 应用基础与工程科学学报 Vol. 13,No. 4 2005年 12 月 JOURNAL OF BA SIC SC IENCE AND EN G IN EER IN G D ecember 2005 文章编号 :(2005) 04 04 1707  中图分类号 : U666153  文献标识码 : A 一种基于精确反馈线性化的非线性 鲁棒控制器 张显库 ,  宫永超 ,  杨盐生 (大连海事大学航海动态仿真与控制实验室 ,辽宁 大连 116026) 摘要 :基于精确反馈线性化原理将非线性数学模型线性化 ,然后用闭环增益成形 算法设计出鲁棒精确反馈线性化控制器 ,并将之用于船舶 自动舵的航向保持方 案中 ,用 M atlab 的 Sim u link进行了名义模型 、摄动模型和不同海况干扰等多方 面的仿真研究 ,最后将结果与基于 LQR 的精确反馈线性化控制器的仿真结果进 行比较 ,得出本研究具有设计简单 、物理意义明确和控制器鲁棒性较强的优点. 关键词 :精确反馈线性化 ;非线性 ; 闭环增益成形 ;鲁棒 ;航向保持 精确反馈线性化方法是一种非常有效的处理非线性系统控制器设计问题的方法 ,近 几年有将之应用于电机控制系统 、机器人控制系统和电力控制系统的报道 [ 13 ] . 文献 [ 1 ] 基于非线性系统的微分几何理论并结合传统 P ID 控制的优点 ,建立了电流连续型 Boo st 变换器的非线性仿射模型并推导出其状态反馈精确线性化模型 ,结合基于输出误差的 P ID 控制 ,提出了变换器非线性 P ID 解耦控制策略. 文献 [ 2 ]介绍了轮式移动机器人引入 了精确反馈线性化的方法 ,将链形式模型精确地转换为输入输出线性系统 ,设计了反馈控 制器对轮式移动机器人的轨迹跟踪进行控制 ,仿真结果说明了方法的可行性. 将精确反馈 线性化方法用于船舶航向保持的研究未见公开报道. ( 闭环增益成形算法利用 H ∞鲁棒控制理论混合灵敏度算法的结果 即 S 和 T 的形 ) 状 ,用构造方法设计出鲁棒控制器 ,所用参数都是具有工程意义的 ,可以说是一种简化 的 H ∞鲁棒控制算法 ,文献 [ 4 ]给出其原理及设计过程. 文献 [ 5 ]证明一阶的闭环增益成形 算法即是 P ID 算法并给出其应用 ;文献 [ 6 ]是闭环增益成形算法应用于 M IMO 系统的实 例 ;文献 [ 7 ]是闭环增益成形算法应用于 SIMO 系统的实例. 本文将闭环增益成形算法与 精确反馈线性化相结合给出一种非线性鲁棒控制器设计方法 ,并应用于非线性船舶航向 控制系统中 ,取得满意的研究结果. 1 闭环增益成形算法 [ 8 ] ( 本文采用二阶的闭环增益成形算法 , 即系统的闭环传函频谱的关门斜率 高频渐  收稿 日期 :修订日期 : 2005083 1 ( )  基金项 目: 国家自然科学基金资助项目 604740 14 ( )  作者简介 :张显库 1968— ,男 ,教授 ,博导. 转载 中国科技论文在线 418 应用基础与工程科学学报               Vol. 13 ) 近线斜率 取 - 40dB / dec时的控制器设计 ,补灵敏度函数
显示全部
相似文档