H2/H∞指标在‘动中通’伺服系统控制器设计中的应用

"基于H2/H∞指标的‘动中通’伺服系统控制器设计" 本文针对“动中通”（Satellite Communication on the Move）伺服系统，深入探讨了一种融合H2/H∞控制理论的控制器设计方案。该方案旨在提高系统的动态性能和鲁棒稳定性，特别关注扰动抑制能力的提升。在“动中通”系统中，由于平台运动和环境因素的影响，伺服系统需要具备强大的抗干扰能力，确保通信质量。 首先，文章在反馈控制器的设计上，结合了满足LQ（Linear Quadratic）最优准则的扩展状态反馈与状态观测器设计。通过整合这两个方面，将问题转化为一个H2设计问题。H2控制理论关注系统的输出能量，目标是使系统输出对所有可能输入的平方积分最小。作者提供了理论推导和具体的设计方法，使得反馈控制器能够在优化性能的同时，具备良好的扰动抑制特性。 其次，对于前馈控制器，研究者将扰动抑制的H∞指标设计转化为模型匹配设计问题。H∞控制理论强调的是系统对最大扰动的抑制能力，它允许系统有一定的稳态误差，但要求该误差在无穷大频率处有界。通过有效的求解方法，设计出的前馈控制器能够有效地抵消系统模型未知部分以及外部扰动的影响。 在控制器参数整定过程中，作者考虑了主谐振模态和不确定性因素。主谐振模态是指系统中主导动态行为的特定频率，对其分析有助于优化控制器参数，以改善系统响应速度和稳定性。不确定性包括模型参数的不确定性和非线性效应，对控制器设计提出了额外挑战。文中提出的方法兼顾了动态性能和鲁棒稳定性，确保系统在面对这些不确定性时仍能保持良好的运行状态。 实际应用表明，这种结合H2/H∞理论的控制器设计方法在“动中通”伺服系统中表现优异，能够有效地抑制各种扰动，提高系统的整体性能。这对于其他对扰动抑制能力有高要求的控制系统设计具有重要的参考价值。 关键词：‘动中通’伺服系统；H2/H∞控制器设计；LQ最优化；主谐振模态；鲁棒性 总结来说，这篇研究论文为“动中通”伺服系统的控制器设计提供了一个创新的框架，利用H2和H∞控制理论，实现了兼顾动态性能和鲁棒稳定性的控制策略。通过理论分析、设计方法的提出以及实际系统验证，该方法在扰动抑制方面表现出显著优势，为类似系统的控制器设计提供了新的思路。