跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.14.84) 您好!臺灣時間:2024/12/04 11:29
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:張漢民
研究生(外文):Han-Min Chang
論文名稱:結合QFT/H∞的設計方法
論文名稱(外文):A Combined QFT/H∞ Design Technique
指導教授:鄧清政
指導教授(外文):Ching-Cheng Teng
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電機與控制工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:量化反饋理論H∞最佳控制
外文關鍵詞:QFTH∞-optimal control
相關次數:
  • 被引用被引用:6
  • 點閱點閱:385
  • 評分評分:
  • 下載下載:41
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文結合了QFT的設計觀念與H∞最佳控制的設計方法。針對具有參數變動的SISO受控系統,將系統所期望的性能規格轉換成適當的權重函數,利用H∞的計算設計內部的控制器,不再以傳統QFT的方法在尼可士圖做迴路整形,避免了煩瑣的作圖過程。在內部的控制器設計完成之後,就和原始的QFT方法一樣,只要再加上前置濾波器做適當的修正,就能讓系統的輸出響應符合規格要求。
This thesis presents a design method which combines the QFT design concept and H∞-optimal control technique. For an SISO plant with parameter variations, we choose appropriate weighting functions to reflect the system performance objectives and solve the controller inside the loop by H∞-norm optimization. This design procedure is different from the classical QFT method. There is no tedious graphical loop-shaping on the Nichols Chart. When the inner loop controller is obtained, an appropriate prefilter is designed so that the output response can satisfy the system specifications.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表列 vii
圖列 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文架構 2
第二章 QFT設計問題簡介 3
2.1 二維自由度反饋系統 3
2.2 受控體的不確定性 4
2.3 量化設計 4
2.4 系統規格 5
2.4.1 時域規格 5
2.4.2 頻率規格 6
2.4.3 干擾抑制規格 7
2.4.4 靈敏度規格 8
2.5 時域規格轉換 8
2.6 QFT方法的設計步驟 12
2.6.1 建立受控體樣板與選取標稱點 13
2.6.2 在尼可士圖上建立滿足頻域規格的邊界 14
2.6.3 迴路整形 17
2.6.4 前置濾波器的設計 17
第三章 H∞設計問題簡介 20
3.1 範數 20
3.1.1 範數的定義 20
3.1.2 連續函數的範數 21
3.1.3 向量的範數 21
3.1.4 系統的H∞範數 22
3.2 反饋系統的設計考量 23
3.3 含權重的反饋系統設計考量 25
3.4 線性分式轉換 27
3.5 含有權重的反饋結構轉換成LFT結構 29
3.6 H∞控制器設計 30
3.6.1 線性矩陣不等式 31
3.6.2 LMI為基礎的H∞控制器 32
第四章 結合QFT/H∞的設計方法 34
4.1 設計步驟 34
4.2 受控體不確定性的乘法性模型與權重函數WT 36
4.3 靈敏度函數與權重函數WS 39
4.4 高頻雜訊抑制與權重函數WUN 44
4.5 求解控制器K和前置濾波器F 45
4.6 設計流程圖 47
第五章 模擬與分析 48
5.1 範例一 48
5.1.1 問題描述 48
5.1.2 規格轉換 48
5.1.3 決定權重函數WT 50
5.1.4 決定權重函數Wun與WS 50
5.1.5 利用H∞求解控制器K(s) 53
5.1.6 檢查頻率響應是否落在上、下邊界之內 53
5.1.7 設計前置濾波器F(s) 55
5.1.8 QFT/H∞與QFT設計比較 57
5.2 範例二 58
5.2.1 問題描述 58
5.2.2 規格轉換 58
5.2.3 決定權重函數WT 59
5.2.4 決定權重函數Wun與WS 60
5.2.5 利用H∞求解控制器K(s) 61
5.2.6 檢查頻率響應是否落在上、下邊界之內 62
5.2.7 設計前置濾波器F(s) 63
5.2.8 QFT/H∞與QFT設計結果比較 64
5.3 範例三 66
5.3.1 問題描述 66
5.3.2 規格轉換 66
5.3.3 決定權重函數WT 66
5.3.4 決定權重函數Wun與WS 67
5.3.5 求解控制器K(s)與前置濾波器F(s) 68
5.3.6 將類比控制器轉換成數位控制器 69
第六章 結論 71
參考文獻 72
[1] Adcock, J. L., “Curve Fitter for Pole-Zero Analysis, “Hewlett-Packard Journal, pp. 33-36, Jan. 1987.
[2] Balas, G. J., J. C. Doyle, Glover, K., Packard, A., and Smith, R., μ-Analysis and Synthesis Toolbox For Use with MATLAB, Terasoft, Inc., 2001.
[3] Borghesani, C., Chait, Y., and Yaniv, O., The QFT Frequency Domain Control Design Toolbox For Use with MATLAB, Terasoft, Inc., 2001.
[4] Doyle, J. C., K. Glover, P.P. Khargonekar, and B. A. Francis, “State-space solutions to standard H2 and H∞ control problems,” IEEE Trans. Automatic Control, Vol. AC-34, No.8, pp. 831-847, 1989. Also see 1988 American Control Conference, Atlanta, June 1988.
[5] Gahinet, P., and P. Apkarian, “A Linear Matrix Inequality Approach to H∞ Control,” Int. J. Robust and Nonlinear Control, Vol. 4, pp. 421-448, 1994.
[6] Gahinet, P., Nemirovski, A., Laub, A. J., and Chilali, M., LMI Control Toolbox For Use with MATLAB, Terasoft, Inc., 1995.
[7] Horowitz, I. M., Synthesis of Feedback Systems, Academic Press, New York, 1963.
[8] Horowitz, I. M., and Sidi, M., “Synthesis of Feedback Systems with Large Plant Ignorance for Prescribed Time-Domain,” Int. J. of Control, Vol. 16, No.2, pp. 287-309, 1972.
[9] Horowitz, I. M., Quantitative Feedback Design Theory (QFT), QFT Publishers, Colorado, 1992.
[10] Houpis, C. H., and Rasmussen, S. J., Quantitative Feedback Theory Fundamentals and Applications, Marcel Dekker, Inc., New York, 1999.
[11] Kuo, B. C., Automatic Control Systems, 7th Edition, Prentice Hall, 1995.
[12] Lin, T. C., Wang, C. H., Teng, C. C., and Lee, T. T., “Design of Sampled-Data Systems with Large Plant Uncertainty Using Quantitative Feedback Theory,” Int. J. of Systems Science, Vol. 32, No. 3, pp. 273-285, 2001.
[13] Maciejowski, J. M., Multivariable Feedback Design, Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts, 1989.
[14] Morris, K. A., Introduction to Feedback Control, Harcourt/Academic Press, Massachusetts, 2001.
[15] Sidi, M., “A Combined QFT/H∞ Design Technique for TDOF Uncertain Feedback Systems,” Int. J. Control, Vol. 75, No. 7, pp. 475-489, 2002.
[16] Wang, B. C., Synthesis of Multiple Loops Control System, Hsin Jyh Book Company, Taipei, 1994.
[17] Yaniv, O., Quantitative Feedback Design of Linear and Nonlinear Control Systems, Kluwer Academic Publishers, Massachusetts, 1999.
[18] Zhao, Y., and Jayasuriya, S., “An H∞ Formulation of Quantitative Feedback Theory,” Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 120, pp. 305-313, 1998.
[19] Zhou, K., and J. C. Doyle, Essentials of Robust Control, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1998.
[20] Zhou, K., J. C. Doyle, and K. Glover, Robust and Optimal Control, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1998.
[21] 楊憲東,葉芳木百;,線性與非線性H∞控制理論, Game Theoretic Approach,全華,台北,1997。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top