基于最優(yōu)化算法的不確定系統(tǒng)魯棒跟蹤控制.pdf

1、魯棒控制問題是控制學(xué)科的一個重要研究分支，近年來，魯棒控制理論在海洋信息探測技術(shù)、空間技術(shù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系統(tǒng)、智能機(jī)器人、化工等各個領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。魯棒控制問題的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 林峰教授最先系統(tǒng)地提出采用最優(yōu)化方法處理具有參數(shù)擾動的不確定系統(tǒng)的魯棒控制問題，該方法可有效解決具有參數(shù)擾動的線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。本文則是在林峰教授的魯棒控制理論研究的成果上研究線性系統(tǒng)的魯棒跟蹤控制。本文假設(shè)系統(tǒng)

2、的跟蹤目標(biāo)（即參考軌跡）是由隨時間變化的多項式函數(shù)表示。首先我們研究系統(tǒng)狀態(tài)可觀情況下用狀態(tài)反饋的魯棒跟蹤問題，此種情況下系統(tǒng)可通過求解一個Riccati方程來獲取狀態(tài)反饋控制器。我們分別討論了參數(shù)擾動匹配和不匹配兩種情況。其次考慮到實(shí)際的系統(tǒng)我們往往不能直接得到狀態(tài)信息，因此我們研究基于輸出反饋的魯棒跟蹤問題。我們需要根據(jù)系統(tǒng)的輸入及其輸出設(shè)計觀測器估計系統(tǒng)的狀態(tài)大小。該種情況下魯棒跟蹤問題可以通過求解兩個相應(yīng)的Riccati方程來得

3、到相應(yīng)的控制器與觀測器。由于參數(shù)擾動時不匹配系統(tǒng)的觀測器難于求解，這里我們只討論了擾動匹配的情況。對于上述各種情況，我們對系統(tǒng)的動態(tài)特性也進(jìn)行了討論，得出了保證系統(tǒng)給定收斂速度的條件。我們在實(shí)際的磁懸浮系統(tǒng)上對上述的研究結(jié)果進(jìn)行了驗證，仿真結(jié)果顯示該算法能很好的解決系統(tǒng)非線性及其參數(shù)擾動時的跟蹤問題，因此證明了我們的結(jié)果的有效性和可行性。 另外，林峰教授的魯棒控制理論中存在幾個自由參數(shù)如何選取的問題。本文采用遺傳算法對于如何選擇