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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡孟吟
研究生(外文):Meng-In Tsai
論文名稱:非線性灰系統的綜合控制器設計
論文名稱(外文):The Controller Synthesis for Nonlinear Grey System
指導教授:黃正能
指導教授(外文):Cheng-Neng Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:造船及船舶機械工程學系
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:灰理論控制器非線性強健控制灰系統
外文關鍵詞:controllergrey systemrobust controlgrey theorynonlinearH∞
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本文中針對非線性受控系統之動態參數飄移問題,提出以灰系統理論中之灰數來表示。並對於一般非線性系統中常含有非線性的參數與狀態,先以迴授線性化(Feedback Linearization)的技巧,使非線性受控系統線性化,並將系統不確定性或未知項設為灰矩陣來表示。並結合H∞理論,設計一個灰系統非線性H∞控制器來增進追蹤的性能並維持系統的穩定,以提升系統對外擾和不確定性之強健性。由於機器手臂系統為常具不確定負載之多變數非線性系統。因此,本文以機器手臂模擬來證明所設計之控制器的可行性。當系統外擾或參數不確定性為未知但侷限於某一區間時,本文使用多變數圓理論,以圖示法來分析閉迴路系統之穩定性;利用該穩定準則來確保閉迴路系統之絕對穩定性,並分析該系統其不確定非線性項之可允許的區間,以驗證本文之控制系統在此區間的穩定性。
A nonlinear system containing disturbances and uncertainties are concerned in thus study. The parameter variations in the nonlinear terms of the system and treated as “ gray numbers”, which are parts unknown. The nonlinear system will be linearlized first by means of the so-called “the feedback linearization” technique and then be formulated into the so called ”H∞ standard problem”, which can be controlled by an H∞-optimal controller. The system matrices in the linearized system are usually gray ones because of the presence of plant parameter variations and uncertainties. Due to the properties of an H∞-control law, the proposed gray H∞ controller is able to surpass the H∞-norm of the closed loop transfer function between the exogenous input (e.g., disturbances and uncertainties) and the controller outputs (e.g., tracking errors and control energies). Thus, the proposed controller is robust to plant uncertainties and disturbances. Furthermore, a nonlinear gray-H∞ controller is proposed in this reach by simplify recover the nonlinear form of the controller from the feedback linearization process. To ensure the closed – loop stability, a MIMO circle criterion is applied to analyze the allowable sectors of the nonlinear uncertainties. Finally, a nonlinear robot manipulator, which has uncertain loads, is used to attest the feasibility of the proposed controller.
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅷ
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文架構 3
第二章 灰色系統理論 5
2.1 灰色系統理論簡介 5
2.2 灰色系統理論之產生背景 7
2.3 灰色系統的基本概念 10
第三章 H∞控制理論 17
3.1 H∞控制理論概念 17
3.2 範數 17
3.3 H∞控制的特性 19
3.4 擴增系統矩陣 21
3.5 靈敏度 26
3.6 不確定性 32
3.7 控制問題的求解 35
第四章 非線性灰系統H∞架構 42
4.1 系統的架構與設計 42
4.2 魯爾形式(Lure Type)系統的問題 51
4.3 多變數圓圈法(Multivariable Circle Criterion) 53
第五章 電腦模擬 56
5.1 前言 56
5.2 系統描述 56
5.3 結果與討論 62
第六章 結論 69
參考文獻 71
自述 74
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