基于lmi的高精密设备隔振平台的鲁棒h2h∞控制

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1、硕士学位论文基于LMI的高精密设备隔振平台的鲁棒H2/H∞控制ROBUSTH2/H∞CONTROLOFVIBRATIONISOLATIONPLATFORMFORHIGH-PRICISIONEQUIPMENTBASEDONLMI庞佳2010年6月国内图书分类号:TB535+.1学校代码:10213国际图书分类号:624密级:公开工学硕士学位论文基于LMI的高精密设备隔振平台的鲁棒H2/H∞控制硕士研究生:庞佳导师:刘红军教授申请学位:工学硕士学科:土木工程所在单位:深圳研究生院答辩日期:2010年6月授予学位单位:哈尔滨工业大

2、学ClassifiedIndex:TB535+.1U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringROBUSTH2/H∞CONTROLOFVIBRATIONISOLATIONPLATFORMFORHIGH-PRICISIONEQUIPMENTBASEDONLMICandidate:PangjiaSupervisor:Prof.LiuHongjunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CivilEng

3、ineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着科学技术的高速发展,现代机械加工已步入精密、超精密时代,因此,各种高精密仪器设备不断涌现。高精密仪器设备在生产过程中对工作环境的各种微振动十分敏感并且其造价也十分昂贵,因而有必要对这些微振动干扰进行隔离和控制。本论文主要研究多自由度隔振平台的微振动

4、混合控制系统,结合国家自然科学基金项目“城市轨道交通激励下高精密设备平台微振动混合控制(项目编号:50578058)”,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩作动器为主动隔振元件的多自由度混合隔振系统,并确立了其动力学模型和控制系统模型。从理论分析和数值仿真两个方面,利用基于LMI(LinearMatrixInequality,线性矩阵不等式)的H∞控制方法对隔振平台系统进行了较为深入、系统的研究。全文主要研究内容及结论如下:1)确立隔振平台的几何尺寸以及空气弹簧和超磁致伸缩作动器的数量和安装位置;完成空气弹簧的刚度和阻尼

5、计算;确定超磁致伸缩作动器的电流—输出力关系。根据以上条件获得隔振平台系统的振动模型及动力学方程。2)根据隔振平台系统的动力学模型,将其转化为状态空间方程。利用基于LMI的H∞控制方法对平台系统的竖直方向、水平方向和平台整体六自由度方向分别进行了仿真计算,都取得了良好的控制效果。3)利用H2/H∞控制算法对H∞控制所取得的控制效果进行优化,仿真结果表明利用H2/H∞控制算法具有更好的鲁棒性,但需要增加系统的控制力。4)为了缩小简化模型与实际模型之间的差距,对含有参数扰动的不确定性隔振平台系统进行H∞控制,仿真结果表明系统仍然

6、具有良好的鲁棒性。关键词:隔振平台系统;LMI;H∞控制;参数扰动-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAlongwiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,themodernmachininghasenteredprecision,evenultra-preciseperiod.Thusthereemergingavarietyofhigh-precisionequipment.However,theequipmentrequiresaspecialworkin

7、genvironmentwithlimitedvibration,andtheequipmentcostisveryhigh.Thus,itisimperativetofindaneffectivewaytoensurethefunctionalityofhigh-techequipmentagainstmicro-vibration.Theresearchthemeofthisdissertationismultiple-degree-of-freedommicro-vibrationhybridcontrolsystem

8、forhightechnologyfacilitiesbasedontheprojectofNationalScienceFoundationofChina-“Micro-vibrationhybridcontrolsystemforhightechnologyfacilitiessubj

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