基于矩陣的結(jié)構(gòu)與控制協(xié)同設(shè)計.pdf

1、本課題研究的主要目的是找到一種兩者在機電系統(tǒng)中協(xié)同設(shè)計的方法。 首先，本文介紹了系統(tǒng)狀態(tài)和狀態(tài)方程式的概念。利用關(guān)聯(lián)矩陣研究了機械系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)組合關(guān)系。接下來列舉了幾種常用機械系統(tǒng)的現(xiàn)代控制方法。 然后，給出了利用LMI算法的進行控制器設(shè)計與基于模擬退火算法的結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)集成優(yōu)化設(shè)計方法，論述了基于輸入控制能量最小的機械結(jié)構(gòu)和控制的協(xié)同設(shè)計。在整個閉環(huán)系統(tǒng)的的理想響應(yīng)不變的前提下，把控制器分為被動控制部分和主動控制部分。其

2、中被動控制部分以主動控制部分輸入控制能量最小為設(shè)計指標進行設(shè)計。接下來給出系統(tǒng)全局最優(yōu)的充分必要條件，以及兩個全局最優(yōu)的算法。 最后，給出了一個綜合設(shè)計實例一汽車主動懸架系統(tǒng)。采用LMI(線性矩陣不等式)算法設(shè)計控制器。然后用模擬退火算法對汽車主動懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)的進行集成優(yōu)化，最后利用機械系統(tǒng)動態(tài)仿真軟件ADAMS和控制系統(tǒng)仿真環(huán)境SIMULINK軟件包聯(lián)合仿真。結(jié)果表明此方法與現(xiàn)有優(yōu)化方法相比，對改善汽車行駛平順性和提高汽