柔性系统鲁棒控制新策略:右半Nyquist平面设计

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挠性系统的鲁棒控制设计是一种针对柔性系统特性所提出的创新设计理念,它旨在解决柔性系统因低阻尼和共振特性带来的控制难题。在传统控制系统中,柔性系统在谐振频率 \( n \) 和阻尼比 \( \zeta \) 的变化下,可能导致控制性能的不稳定。为了克服这个问题,设计者提出了将柔性模态部分的Nyquist图线安排到右半平面的新策略。 这种方法充分利用了控制理论的多个核心概念和技术。首先,频域分析是理解系统动态行为的关键,通过解析系统的频率响应,可以揭示其稳定性特征。其次,极点配置是调整系统动态特性的手段,通过精确地设置系统的极点位置,可以影响系统的响应速度和衰减率。正实性引理则是保证系统稳定性和可观测性的重要工具,它确保系统的开环传递函数具有正实部,这对于实数域内所有复数极点都在单位圆内的系统来说是必要的。 线性矩阵不等式(LMI)是一种数学工具,它在控制理论中被广泛应用,特别是在最优控制和鲁棒控制设计中。通过构造和求解线性矩阵不等式问题,可以将复杂的控制设计问题转化为求解一个线性优化问题,从而简化了设计过程并提高了计算效率。 设计者采用了一种综合运用这些概念和算法的策略,使得鲁棒控制设计不仅实现了对柔性系统性能的改善,而且方法直观、易于实施。通过实例分析,如第18卷第3期的两篇算例,作者展示了这种设计方法的有效性和实用性,证明了即使在系统参数变化的情况下,也能保证控制系统的稳健性能。 总结来说,挠性系统的鲁棒控制设计是一种以频域分析为基础,结合极点配置、正实性原理以及线性矩阵不等式技术,实现对柔性系统动态性能有效控制的方法。这种方法不仅提高了控制的鲁棒性,也简化了设计过程,对于提高复杂系统尤其是柔性系统的控制性能具有重要意义。