不确定系统反馈控制中的鲁棒控制器综合研究
在自动化和控制系统领域,不确定系统的反馈控制一直是一个核心且具有挑战性的课题。系统中的不确定性可能源于多种因素,如模型误差、外部干扰、参数变化等,这些不确定性会对系统的稳定性和性能产生显著影响。因此,如何设计能够在不确定性存在的情况下仍能保证系统稳定并实现良好性能的控制器,是研究人员关注的重点。
1. 不确定系统的性能与稳定性分析
在深入研究控制器综合之前,需要对系统的性能和稳定性进行分析。假设系统配置名义上是稳定的,且不确定性类别为 $\Delta_{TI}$。定义扰动集 $\Delta_{TI,p}$ 如下:
[
\Delta_{TI,p}=\left{\begin{bmatrix}
\Delta_u & 0 \
0 & \Delta_p
\end{bmatrix}:\Delta_u\in\Delta_{TI},\Delta_p\in\mathcal{L}(\mathcal{L}2),\text{因果},|\Delta_p|\leq1\right}
]
对于任意 $\Delta\in\Delta{c_{TI,p}}$,$\hat{\Delta}(s)$ 的值位于 $\Delta_{s,f}+\Delta$ 中,即相对于不确定性结构 $\Delta_{s,f}$ 有一个额外的完整块。以下三个条件是等价的:
-条件 (a):不确定系统 $(M;\Delta_{TI})$ 满足鲁棒性能,即它是鲁棒稳定的,且对于每个 $\Delta_u\in\Delta_{TI}$,有 $|\bar{\mathcal{S}}