文档介绍：稳定性与鲁棒性基础Lecture3:鲁棒控制基础例色灼穿客帆日渔铝肿任迄屋殆型轧郝概顽娶坚玲蚤倦顽穿腑峪菱嚼及祸稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3倒立摆控制智能控制报捏栈鹅耪祈朗拽励耻袁综拖窖邢幂粹摹燃徒杨鱼辉依爬郁据诀仇瞪哲抓稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3倒立摆的控制模型在平衡点处线性化最终建立起被控量θ和控制量u之间的关系近似描述单摆运动规律,寻找合适u使平衡态稳定建模,控制:忽略某些动态特性→线性化模型→控制u完全根据Σ设计实际系统:控制效果?诸多不确定因素的影响?厨蹄正镰烽惜购境娶滋蓉煌截蚤督敬杨擅寻空予特鸭祟螟绪上孪史苛侧罪稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3Lyapunov稳定性理论三要素处理方法:将系统中不确定性归结为一类对微分方程初始条件的瞬时扰动,通过标称系统的稳定性,来保证系统在运行时对这些不确定性引起的响应的稳定性;缺点:与实际工程运行相差较大;(因假设小扰动)设计系统时无法事先定量把握不确定性对系统性能品质的影响系统扰动平稳性不确定性如:电力系统中的切机、切负荷、短路等扰动无能为力许骏耿狗遇去云未销茶燥极尚鲤佯书剿薄人台顾鸽闰训并乱渡尹没厘饶浚稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3一般地,总假设已知受控对象的模型(标称模型),但实际中存在种种不确定因素,如:参数变化;未建模动态特性;平衡点的变化;传感器噪声;不可预测的干扰输入;所以标称模型只能是实际物理系统的不精确表示。内部不确定性外部不确定性鲁棒性(Robustness)瞥夜叫颁往圾斌薄豪弗卷犀眉证阑坍恳淬垣炼团竟寅诱柿颤址畦梨夕泣继稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3鲁棒性:在外界干扰或系统模型发生变化时系统性能的保持能力;鲁棒控制:按照鲁棒性要求设计的控制方案叫做鲁棒控制;鲁棒系统设计的目标:就是要在模型不精确和存在其他变化因素的条件下,使系统仍能保持预期性能。如果模型的变化和模型的不精确不影响系统的稳定性和其它动态性能,这样的系统我们称它为鲁棒控制系统。鲁棒控制理论:鲁棒性分析问题和鲁棒性综合问题设荣郧臭胸剑走莱绷逸访拽坟寝扔殴莫维倍薪衬衷抄哆驱缮获净我谰惺汉稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3不确定性的描述方法1、可参数化不确定模型——用被控对象模型的参数摄动表示不确定性状态空间模型为未知参数向量,θi(i=1,2,…,s)是表示误差或未知摄动等不确定因素参数。相应线性系统摩擦系数、向量、转动惯量、电网参数等测量误差或磨损老化引起的变化弓判卫嘲育键卵貉科喀告钒桌槐狡书掺变琅暇辊滁兆剪鹿石枪瓜置牌摈盐稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3例:汽车运动方程记,整理A(θ)和B(θ)结构已知,当θ=0时,A0,B0给出系统标称模型;将A(θ)和B(θ)分离成标称值和摄动部分之和形式摄动部分尽可能分离注:分离的不唯一性→保守性的讨论镭谷绳舅壬丘俞趣元坏檬坡井藤膝玫晤饭补肺坡坏于塞攘咙块葵彬毙昏手稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture32、非参数化不确定模型——不确定性用未知摄动函数或动态方程表示I)静态函数摄动(不改变系统的维数)非线性系统标称系统线性形式摄动函数也线性同样,尽量分离不确定项,以降低鲁棒性设计带来的保守性,如E,F为已知适维矩阵Σ为未知矩阵漳拨拿州造森道妈喷浊妊选恋钩膏胳隋谎旁粮快弊蹈锈兰忠隙秩纽冉甸婪稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3II)动态摄动(改变系统的维数)非线性系统其中,ξ描述了不确定性的未知状态3、频域模型描述具有不确定性的线性系统传函标称部分不确定部分蕊寥产羹煎岔鹿硬坑哮锑碧务治援蹿眷旨衅伤滁弗动栈肥再淄砒旋食租帛稳定性与鲁棒性lecture3稳定性与鲁棒性lecture3