| 【中文题名】 | 鲁棒控制系统的GA和H～∞混合优化设计 |
| 【英文题名】 | GA and H～∞ Hybrid Optimization for Robust Control System Design |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2002-6-3 |
| 【中关键词】 | 鲁棒控制系统,H~∞控制,遗传算法,模糊遗传算法,权函数, |
| 【英关键词】 | Robust Control Systems,H~∞ Control,Genetic Algorithms,Fuzzy-Genetic Algorithm,Weighting Functions, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 |
本文针对鲁棒控制系统的特点，给出一种遗传算法和H~∞混合优化的鲁棒控制系统设计方法。采用该方法进行鲁棒控制系统设计，利用了H~∞优化设计方法能够保证所设计的控制系统具有强的鲁棒性的优点和遗传算法可以较为有效地求解困难的组合优化问题和复杂的函数优化问题的优点。通常的LQG反馈系统设计方法不适用于模型不确定性的控制系统设计，并且传统的H~∞优化设计方法设计控制器通常都是针对频域设计指标的；针对该情况，本文将鲁棒控制系统的频域和时域设计指标要求转化为遗传算法优化过程中的约束条件，使得所设计的鲁棒控制系统可以同时满足频域和时域的设计指标要求。同时，本文总结得出一种以变应变的遗传算法优化策略，该策略使得遗传算法具有好的优化效果。本文还给出了一种模糊遗传算法的设计思想及其算法结构。
本文首先概述了鲁棒控制系统的特点及其设计要求。接着，本文对当前非常流行的鲁棒控制系统优化设计方法——H~∞优化设计方法进行了论述，重点论述了与本文给出的设计方法有关的基于互质因子分解的H~∞环路成形优化设计方法。针对H~∞环路成形优化设计方法成形权函数选择的困难性，本文采用了遗传算法，借助计算机编程，对成形权函数进行优化... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
5-6 |
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英文摘要 |
6-7 |
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引言 |
7-11 |
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第1章 鲁棒控制系统概述 |
11-18 |
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§1．1 模型不确定性的描述 |
11-13 |
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§1．2 鲁棒稳定性和鲁棒性能 |
13-17 |
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§1．2．1 标称稳定性（Norminal Stability） |
13-14 |
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§1．2．2 标称性能（Norminal Performance） |
14-15 |
|
§1．2．3 鲁棒稳定性（Robust Stability） |
15-16 |
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§1．2．4 鲁棒性能（Robust Performance） |
16-17 |
|
§1．3 小结 |
17-18 |
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第2章 鲁棒控制系统的H~∞优化设计 |
18-22 |
|
§2．1 H~∞标准设计问题 |
18-20 |
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§2．2 H~∞标准设计问题的DGKF解法 |
20-21 |
|
§2．3 小结 |
21-22 |
|
第3章 基于互质因子分解的H~∞环路成形优化设计 |
22-30 |
|
§3．1 对象的规范互质因子分解摄动 |
22-24 |
|
§3．2 环路成形H~∞控制算法 |
24-28 |
|
§3．3 H~∞环路成形优化设计步骤 |
28-29 |
|
§3．4 小结 |
29-30 |
|
第4章 遗传算法的理论和方法 |
30-42 |
|
§4．1 遗传算法综述 |
30-31 |
|
§4．2 格式定理 |
31-33 |
|
§4．3 简单遗传算法的工作过程 |
33-36 |
|
§4．4 有约束的遗传算法优化问题 |
36-39 |
|
§4．5 以变应变的遗传算法优化策略 |
39 |
|
§4．6 模糊遗传算法 |
39-41 |
|
§4．7 小结 |
41-42 |
|
第5章 GA和H~∞混合优化设计 |
42-47 |
|
§5．1 分层的染色体结构 |
42-45 |
|
§5．2 混合优化的设计步骤 |
45-46 |
|
§5．3 小结 |
46-47 |
|
第6章 实际系统设计及仿真研究 |
47-65 |
|
§6．1 船舶航向控制系统的GA和H~∞混合优化设计 |
47-54 |
|
§6．1．1 船舶航向控制的数学模型 |
47-50 |
|
§6．1．2 船舶航向控制系统设计 |
50-54 |
|
§6．2 高纯度蒸馏塔控制系统的GA和H~∞混合优化设计 |
54-64 |
|
§6．2．1 高纯度蒸馏塔工作原理及数学模型 |
55-56 |
|
§6．2．2 高纯度蒸馏塔控制系统的混合优化设计 |
56-64 |
|
§6．3 小结 |
64-65 |
|
第7章 结束语 |
65-66 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
66 |
|
致谢 |
66-67 |
|
参考文献 |
67-70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386414 |
