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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳冠良
研究生(外文):Chen, Kuan-Liang
論文名稱:狀態空間H-infinity控制器之迴路函數整形及其在船上的應用
論文名稱(外文):Loop Shaping of State-Space H-infinity Control Problem and its Application on Ships
指導教授:黃正能
指導教授(外文):Huang C.-N.
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:造船工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1997
畢業學年度:85
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:迴路函數整形迴路函數回復權重函數變異漸進法水下無人載具
外文關鍵詞:H-infinityH-infinityLoop ShapingLTRWeighting FunctionVariational AppraochUUV
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在本文中,吾人狀態空間下對H-infinity最佳控制問題進行迴路函數整
形.透過設定權重函數使系統的靈敏度矩陣,互補靈敏度矩陣及控制能量
矩陣之奇異值具有良好的形狀.藉由調整靈敏度矩陣,互補靈敏度矩陣及
控制能量矩陣之奇異值在在頻域上的形狀以達到設定系統性能的目的,使
閉迴路系統擁有良好的強健性,追蹤性能及雜訊排除能力. 自本文中更
進一步發展出H-infinity/LTR (H-infinity with Loop Transfer
Recovery)的設計程序.透過修改H-infinity狀態觀測器的參數,使得H-
infinity輸出回授控制器能夠趨近到預先設定的目標回授迴路.這使得設
計人原可以將性能指標轉換為目標回授迴路的形狀,透過一連串的設計步
驟使得輸出回授控制器回復到設定的目標迴路,如此H-infinity輸出回售
控制器將具有預先設定的性能. 選擇在狀太空間上進行迴路函數整形及
迴路函數回復的理由是:在狀態空間上,求解H-infinity最家控制問題僅
需解出兩個黎卡提方程式的解即可,比起其他的方法來要容易的多.而且
在狀態空間裝處理多變數系統也較在頻域中容易,僅是常數矩陣維度的不
同而已.文中採用變異漸進法求解H-infinity最佳控制問題,這種方法除
去了正交性假設,而可以應用到更多的系統上. 文中亦利用此設計程序
為水下無人載具設計航向控制系統及潛水控制系統.透過H-infinity/LTR
系統性的設計,有校地達到了所需的追蹤性能,不確定性的容忍及雜訊干
擾的排除.

H-infinity control strategy plays an essential role in modern
robust theory due to its capability of rejecting various
uncertainties, disturbances and noises. In this paper, a
variational approach is used to formulate a general state space
solution to multi-input multi-output (MIMO) H-infinity optimal
control problem, without the limitation placed by orthogonality
assumptions. The optimal H-infinity controller gain and observer
gain matrices are then obtained by solving two Riccati equations
via a recursive searching procedure. To achieve a prespecified
performance, a loop shaping scheme is formulated in this
research by adding three weighting functions to tune the
sensitivity, complementary sensitivity and power transfer
matrices to desire shapes. A H-infinity/LTR design procedure is
also formulated in this paper. The open loop transfer function
in and output feedback case is recovered to a chosen Target
Feedback Loop by adjusting the H-infinity dynamic compensator.
designed H-infinity/LTR methodology proposed in this paper
allows a prechosen closed-loop performance via a loop-transfer-
recovery (LTR) procedure so thattrade-off problems of
compensator robustness and the achieved disturbancerejection can
readily be solved. The design procedure discribed in this
paper is used to design automatic steering and diving control
system of a unmanned underwater vehicle. Using H-infinity/LTR
methodology, the tracking ability, uncertainty tolerance
andnoise attenuation can be achieved systematically.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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