基于特征结构配置的奇异振动系统鲁棒镇定

作     者：余培照 李孟孟 王闯 YU Peizhao;LI Mengmeng;WANG Chuang

作者机构：郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 

出 版 物：《河南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of Henan Polytechnic University（Natural Science）)

年 卷 期：2024年第43卷第4期

页      面：152-161页

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61903342) 河南省科技攻关计划项目(232102210086) 

主　　题：振动系统 特征结构配置 镇定 鲁棒性 

摘      要：奇异振动系统由于存在无穷远特征结构,导致系统的动态性能较差,这给实际应用带来了困难。目的 为了改善奇异振动系统的稳定性,方法 采用加速度-速度主动控制策略,提出基于特征结构配置的奇异振动系统鲁棒镇定。基于特征结构配置及奇异值分解方法讨论奇异振动系统的镇定问题,提出镇定控制器的参数化设计方法。在随机扰动环境下,讨论奇异振动系统受参数扰动时的鲁棒特征值镇定问题和镇定控制器设计方案。通过引入拉格朗日乘子,构造基于扰动位移的多元函数,将鲁棒镇定问题转化为广义系统特征结构优化问题。利用构造的扰动函数及Rayleigh定理,提出奇异振动系统鲁棒镇定控制器设计的新方法。结果 通过两个算法制定了相应控制器设计步骤,仿真验证了算法的可行性。数值结果表明,本文方法能快速镇定奇异振动系统,且使闭环系统具有很好的稳态性能。结论 提出的新方法改善了奇异振动系统动态性能的同时,也增强了闭环系统的抗干扰能力,从而提高了系统的鲁棒性。