| 【中文题名】 | 基于耗散结构和LMI技术的统一控制理论框架 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 武器系统与运用工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2003-9-15 |
| 【中关键词】 | 不确定系统,统一框架,耗散结构,线性矩阵不等式,性能指标,极点配置 |
| 【英关键词】 | uncertain system,unified framework,dissipation structure,Linear Matrix Inequality,performance,pole placement,robust control,robust filtering,torpedo,simulation, |
| 【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】 |
针对目前控制论发展分支众多、模型各异以及算法复杂的现象，本论文基于能量耗散性和LMI(线性矩阵不等式)技术，研究了不确定系统控制理论的统一问题，并讨论了其分析设计方法的应用问题。主要研究内容如下：
1．研究线性和非线性系统的耗散性和耗散不等式结构，给出系统不同鲁棒性能和控制指标与耗散不等式的关系，并用统一的数学形式描述，即针对各类控制问题建立在统一框架下的系统分析的主控方程。
2．研究基于LMI的理论和方法，并与数值计算技术相结合，提出一种统一的线性代数方法，由此把各类控制问题化为求解带有LMI约束的凸优化问题，即建立在统一框架下的系统设计的求解算法。
3．根据统一框架下分析设计的理论和方法，研究线性不确定系统的鲁棒控制和鲁棒滤波问题。首先，以极点配置、H_2、H_∞为目标的输出反馈综合为例研究多目标鲁棒控制器设计；再则，对连续／离散时间系统研究降阶鲁棒滤波器设计，使得所设计的滤波器具有最优性和无偏性。
4．以某型在研鱼雷系统纵向运动为应用对象，设计含有极点配置、H_2、H_∞的多目标鱼雷输出反馈控制器和降阶鲁棒滤波器，并通过计算机仿真验证本文所... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-7 |
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第一章 绪论 |
7-12 |
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1.1 控制理论的研究现状及存在问题 |
7-8 |
|
1.2 基于LYAPUNOV函数的系统耗散性研究现状 |
8-9 |
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1.3 LMI技术在不确定系统中的应用概述 |
9-11 |
|
1.3.1 LMI在不确定性系统控制中的应用 |
9-10 |
|
1.3.2 LMI在不确定性系统滤波中的应用 |
10-11 |
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1.4 研究内容与研究意义 |
11-12 |
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第二章 理论研究基础 |
12-18 |
|
2.1 线性矩阵不等式(LMI) |
12-13 |
|
2.1.1 LMI问题介绍 |
12 |
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2.1.2 LMI中常用的矩阵变换公式 |
12-13 |
|
2.2 LYAPUNOV稳定性理论 |
13-15 |
|
2.3 控制理论中的几个重要引理 |
15-18 |
|
第三章 基于耗散结构的控制问题统一描述 |
18-30 |
|
3.1 引言 |
18 |
|
3.2 耗散性概念 |
18-20 |
|
3.3 基于耗散结构的统一数学描述 |
20-25 |
|
3.3.1 连续系统的耗散结构描述 |
20-23 |
|
3.3.2 离散系统的耗散结构描述 |
23-25 |
|
3.4 基于耗散结构的鲁棒性能指标分析 |
25-28 |
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3.5 小结 |
28-30 |
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第四章 基于LMI技术的控制问题统一解算 |
30-46 |
|
4.1 引言 |
30 |
|
4.2 基于LMI的统一求解方法 |
30-36 |
|
4.2.1 状态空间框架 |
30-32 |
|
4.2.2 一个代数方法的提出 |
32-33 |
|
4.2.3 基于LMI的统一求解观点 |
33-36 |
|
4.3 统一求解控制问题的转化过程 |
36-45 |
|
4.3.1 连续系统的控制器设计问题转化 |
36-40 |
|
4.3.2 离散系统的控制器设计问题转化 |
40-43 |
|
4.3.3 不确定系统的滤波器设计问题转化 |
43-45 |
|
4.4 小结 |
45-46 |
|
第五章 统一控制理论框架下的鲁棒控制器设计 |
46-59 |
|
5.1 鲁棒控制器设计标准型 |
46-48 |
|
5.1.1 单目标鲁棒控制器设计标准型 |
46-47 |
|
5.1.2 多目标鲁棒控制器设计标准型 |
47-48 |
|
5.2 含有H_2／H_∞的多目标鲁棒控制器设计 |
48-54 |
|
5.2.1 问题描述 |
48-49 |
|
5.2.2 设计目标的矩阵不等式描述 |
49-52 |
|
5.2.3 含有H_2／H_∞的多目标输出反馈控制器设计 |
52-54 |
|
5.3 基于LMI的统一控制器设计方法在鱼雷控制中的应用 |
54-59 |
|
第六章 统一控制理论框架下的鲁棒滤波器设计 |
59-68 |
|
6.1 连续系统鲁棒滤波器设计 |
59-63 |
|
6.1.1 滤波问题描述 |
59-60 |
|
6.1.2 基于LMI的最优滤波器存在条件 |
60-62 |
|
6.1.3 基于LMI的最优滤波器求解 |
62-63 |
|
6.2 离散系统鲁棒滤波器设计 |
63-65 |
|
6.2.1 滤波问题描述 |
63-64 |
|
6.2.2 LMI方法的最优滤波 |
64-65 |
|
6.3 基于LMI的统一鲁棒滤波方法在航海领域里的应用 |
65-68 |
|
第七章 结束语 |
68-70 |
|
致谢 |
70-71 |
|
参考文献 |
71-75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386907 |
