現(xiàn)代控制若干理論及應(yīng)用研究.pdf

1、振動(dòng)問題在工程實(shí)踐中廣泛存在,近年來有關(guān)振動(dòng)控制問題的研究受到更多的關(guān)注.本文以振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)為工程背景,利用當(dāng)代先進(jìn)的控制理論對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制問題和方法進(jìn)行廣泛而深入的探討,針對(duì)實(shí)際應(yīng)用問題提出新的控制方法和解決問題的途徑.首先研究現(xiàn)代控制理論基本的和標(biāo)志性研究成果LQG/H<,2>控制和(魯棒)極點(diǎn)配制控制的基本理論.發(fā)展了有關(guān)結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題的極點(diǎn)配置新方法,它們是基于Sylvester方程的特征值與特征向量配置方法,部分極

2、點(diǎn)及模態(tài)向量的輸出(位移與速度)反饋配置方法,以及高階振動(dòng)系統(tǒng)極點(diǎn)配置的加速度反饋方法;針對(duì)實(shí)際問題一般無須配置系統(tǒng)全部極點(diǎn)的情況,利用二階狀態(tài)觀測(cè)器,本文提出正弦周期擾動(dòng)振動(dòng)問題部分極點(diǎn)配置的加速度反饋控制方法,不僅能降低控制器的階數(shù)、減少計(jì)算量,而且還可通過擾動(dòng)觀測(cè)器將其推廣至未知的正弦擾動(dòng)信號(hào)的控制問題.給出了LQG/H<,2>控制方法在實(shí)際應(yīng)用中的諸多發(fā)展和改進(jìn)形式,它們分別是用于處理存在噪聲和模型擾動(dòng)問題的基于ERA的LQG控

3、制方法,預(yù)測(cè)控制方法,能夠簡(jiǎn)化控制器設(shè)計(jì)及其降階處理的平衡的LQG控制方法,以及非線性問題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法.針對(duì)系統(tǒng)部分極點(diǎn)位置需要約束的控制問題,提出振動(dòng)系統(tǒng)在部分極點(diǎn)位置預(yù)先指定情況下的線性二次優(yōu)化問題新的控制算法.研究了隔振系統(tǒng)的控制問題,以及通過觀測(cè)器跟蹤正弦擾動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)系統(tǒng)的H<,2>控制問題.以LQG/H<,2>控制和極點(diǎn)配制控制為基礎(chǔ),本文進(jìn)一步研究魯棒控制的基本理論.為了克服基于Kalman濾波的參數(shù)辯識(shí)方法要求噪聲

4、信號(hào)具有白噪聲性質(zhì)的局限性,給出了基于H<,∞>控制的參數(shù)辯識(shí)方法.研究了包括一般隔振問題的H<,∞>控制方法.針對(duì)實(shí)際控制模型存在不確定性擾動(dòng)或模型誤差問題,提出新的基于H<,∞>控制理論的多振動(dòng)臺(tái)連續(xù)系統(tǒng)的雙自由度解耦控制器的設(shè)計(jì)方法.針對(duì)上述H<,∞>控制方法求解要求而存在的適當(dāng)選取整形函數(shù)和匹配函數(shù)的困難,通過Youla參數(shù)化,研究并提出了基于H<,∞>/H<,2>混合控制的多振動(dòng)臺(tái)解耦問題的線性矩陣不等式控制方法,具有重要的理