极点配置自校正鲁棒控制算法

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1、1994年l1月重庆大学学报Vo1．17．№．6第17卷第6期JOURNALOFCHONGQINGUNIVERSITYNOV．19946极点配置自校正鲁棒控制算法TheAlgorithmofPole-AssignmentSelfTuningRobustControl永臻王志和、．27；、YangYongzhenWangZhiho(重庆大学电子信息工程学院，重庆，630044)^摘要从极点配置自校正控制和鲁棒估计与控制相结合的角度出发，研究出一种当输入信号和对象参数在较大范围内变化时有较好鲁棒性能的控制算法。

2、并通过仿真对算法的有效性进行了验证。关键词极点配置f自适应控制；鲁棒控制中国图书资料分类法分类号TP273．3AI~TRACTAncontrolalgorithmwithgoodfobu筑nehasbeendevetot~d．based0nthecom~naUonofpole--assignmentself—tuningcontrolalgorithmwithrobustestimationandcontrolal-gorithms，whHetheinputsignalandprocessparameter

3、sarevariedOnalargescale．Thedesignofcon~oHerbasedOnpresemedalgorithmissimple，withgoodrobustnessforparameterchangesandastrongabHityforovercomingdetermineddisturbance．Thesimulatingr~earchrestfltsprovedtheel-fectivenessofthepole--assienmentself-tuningrobustcon

4、tro1．algorithm．KEYWORDSpole—assignment；adaptirecontrol；robustcontrol0引言近期以来，具有自校正性能的控制器在应用方面取得了进展，原因之一是随着自校正控制研究的深入，人们在鲁捧性分析的基础上，对自校正鲁棒控制器进行了有一定成效的研究工作]．当前，鲁捧控制研究主要集中于在有扰动和建模误差的情况下，使控制系统具有皂好的运行性能。尽管鲁捧自适应控制仍有较多的问题需要探索0]，但将自校正控制和鲁棒控制连系起来设计自校正鲁棒控制器，已被考虑为一种有实用

5、价值的研究方案。基于上述认识，从自校正控制和鲁棒控制相结合的策略出发，提出了一种极点配黉自校正鲁捧控制算法。研究目标是在保证闭环系统稳定，参数估计迅速、准确地跟踪系统参数变化的同时，力求有效地提高设定值跟踪和抑制扰动的鲁棒控制性能。．1极点配置自校正鲁棒控制算法算法的基本策略是；利用鲁棒控制器的结构和设计思想提高控制系统的鲁棒性；利用自收文日期1003-II．I7第17卷第6期橱永臻等；极点配置自校正鲁棒控制算法6l校正方法提高可用低阶系统拟台的结构已知、参数未知或时变系统的控制适应性。1．1鲁棒控制器鲁棒

6、控制器的结构如图l所示围I鲁棒控制器结构框图图中()、“()和()分别为参考输入、控制量和输出量；()和∞(‘)分别为加在系统上的确定性不可测干扰和随机干扰伺服补偿器和镇定补偿器的脉冲传递函数分别设定为：一；=(1)其中D(g)满足D(q-。)(·)一0(2)上式中的(·)代表()和(f)．D(q一)较易选取。()为伺服补偿器的分子多项式，可结台以下三点人为选定：J))和D(q)互质；2)deg[-E(q)]≤deg[D(q)]}3)E(q)一般选为低阶稳定多项式。F(q)和e(q)分别为镇定补偿器的分母、

7、分子多项式。镇定补偿器位于反馈内环，其取值可视闭环配置的情况而定。通常，伺服补偿器综台了所有外加确定性信号的横，就象利用积分环节克服恒值干扰一样，只要外加确定性干扰的模被伺服补偿器所综台，则这种干扰就将被鲁棒控制器予以克服。镇定补偿器起到闭环反馈的作用，它时存在不仅可使系统渐近稳定，而且为获得良好的动态特性奠定了基础。L2极点配置自校正控制器极点配置自校正控制以其有效、直观和工程意义清晰，以及不需时延的精确知识等特点而受到了重视。约束极点的位置是提高鲁棒性的有效方法．良好设计的极点配置自校正控制器，可在具有

8、一定稳定裕度的同时，获得适当的响应速度。下面给出主要算式：设图l中的对象模型用ARMAX模型描述，即：一(_1)()=q-~(_1)“(f)+H(q_1)(‘)+e(q)珊“)(3)其中，()、“()、d()和"()的符号意义如前述。A(q_1)、B(g)、H(q_1)和C(q_1)均为时滞因子的多项式，各自的阶次为‰、m和d为时滞时间，假定已知m“)=和max(d)=南，则式(1．3)可改写为：A(-1)()=