基于RTW球桿系統(tǒng)H∞控制設(shè)計(jì).pdf

1、球桿系統(tǒng)是為教學(xué)實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它是控制領(lǐng)域的一個(gè)經(jīng)典控制對(duì)象。這個(gè)系統(tǒng)具有一個(gè)很重要的特性就是開環(huán)不穩(wěn)定性，對(duì)其進(jìn)行控制可以直觀的反應(yīng)控制器的控制效果。球桿系統(tǒng)作為一個(gè)典型的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究設(shè)備，可以用于實(shí)現(xiàn)各種已有的控制理論和方法，也可以作為新的理論和控制方法的檢驗(yàn)工具。因此對(duì)球桿系統(tǒng)的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。
　　本文第一部分先從球桿系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式入手，分析球桿系統(tǒng)的物理特性，利用拉格朗日建立了球桿系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)

2、計(jì)降維觀測器和極點(diǎn)配置。利用MATLAB/SIMULINK/RTW實(shí)時(shí)方案對(duì)球桿系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，使用自定義設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊代替數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，檢驗(yàn)極點(diǎn)配置在RTW實(shí)時(shí)控制的效果，實(shí)驗(yàn)證明這種方法是可行性。設(shè)計(jì)RTW實(shí)時(shí)控制的目的是為了進(jìn)行控制律的研究，可以采取自行設(shè)計(jì)的控制律。下面就擺脫系統(tǒng)自帶的軟件用H∞方法對(duì)球桿系統(tǒng)實(shí)施穩(wěn)定的控制。
　　本文第二部分分析球桿系統(tǒng)的不確定性和各種擾動(dòng)，將控制問題歸為一類H∞標(biāo)準(zhǔn)問題—擾動(dòng)抑制問題

3、，提出了球桿在擾動(dòng)抑制下的H∞設(shè)計(jì)模型。根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求提出加權(quán)函數(shù)，利用MATLAB中的函數(shù)求出廣義對(duì)象和控制器。因?yàn)镠∞控制器階次太高，實(shí)際中難以實(shí)現(xiàn)。所以對(duì)控制器簡化，去掉高頻部分，再通過多種系統(tǒng)仿真分析說明設(shè)計(jì)是成功的，能成功抑制干擾和具有很好的魯棒穩(wěn)定性。最后比較這兩種控制方法，得出這兩種控制方法都能達(dá)到球桿的控制要求，H∞可以抑制摩擦的影響。對(duì)于球桿系統(tǒng)在RTW下的H∞設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，擺脫了對(duì)球桿系統(tǒng)自帶的軟件的束縛，解決