鲁棒切换控制策略对抗周期性干扰

"这篇文章是关于2002年发表的一篇自然科学论文，研究主题是针对周期性干扰的二阶不确定线性切换离散系统的鲁棒控制策略。文章中，作者提出了一个利用监督控制技术的新型适应性鲁棒镇定切换型控制策略，并通过在磁悬浮轴承不平衡周期性振动的主动控制实验中应用该策略，验证了其有效性和鲁棒性。" 文章深入探讨了一类特殊的控制系统——二阶不确定线性切换离散系统，这类系统在实际工程中广泛存在，尤其是在面对周期性干扰时，稳定性和鲁棒性显得尤为重要。二阶系统是指系统的动态特性由两个阶次的微分方程描述，而不确定性则意味着系统参数可能因各种因素而有所变化。在这种情况下，传统的控制策略可能无法保证系统的稳定运行。 鲁棒控制是应对系统不确定性的一种有效方法，它旨在设计控制器，即使在系统模型存在不确定性的情况下，也能保证系统性能的稳定性。论文中提到的“适应性鲁棒控制”策略，是基于系统状态和反馈信息来动态调整控制参数，以适应系统的变化和外界干扰。 监督控制理论在此文中被用来构建这个新型的控制策略。监督控制是一种高级控制方法，它通过对底层控制策略进行协调和管理，以实现全局最优或满足特定性能指标。在切换型控制系统中，不同的控制模式可以按照预设规则或实时情况灵活切换，以达到最佳的控制效果。 在实际应用部分，论文选择了磁悬浮轴承的主动控制实验作为验证平台。磁悬浮轴承利用电磁力使转子悬浮，其不平衡周期性振动是常见的问题，对系统的稳定性和效率有很大影响。通过应用提出的控制策略，实验结果证明了该方法能够有效地抑制周期性干扰，实现了磁悬浮轴承的稳定运行，并且在模型不确定性下仍能保持良好的控制性能。 关键词涵盖了周期性干扰的衰减、线性切换系统和鲁棒控制这三个核心概念。周期性干扰衰减指的是通过控制策略减少或消除周期性干扰对系统的影响；线性切换系统是研究的控制对象，它的特点是系统行为随时间或条件改变而切换；鲁棒控制则是解决问题的关键技术，确保系统在不确定性条件下仍能保持稳定和高效。 这篇论文为解决具有周期性干扰的不确定系统提供了新的解决方案，对于控制理论和实践都具有重要的参考价值，特别是在工业控制、航空航天、机械工程等领域，对于提高系统抗干扰能力和鲁棒性有着深远的意义。