船舶電力系統(tǒng)魯棒控制器設(shè)計與仿真研究.pdf

1、實際控制系統(tǒng)中,控制對象動態(tài)特性通常難以用精確的數(shù)學模型來描述,即使建立了精確的數(shù)學模型,但由于復(fù)雜度較高,設(shè)計控制器時必須進行簡化,導(dǎo)致不確定性,此外,控制對象本身由于環(huán)境等因素影響,其參數(shù)會發(fā)生變化,也會產(chǎn)生不確定性。對于不確定性系統(tǒng)的控制問題,魯棒控制理論可以有效地解決。船舶電力系統(tǒng)就是典型的具有不確定性的控制系統(tǒng),對其開展魯棒控制研究是非常有意義的,本文采用H∞控制、混合H2／H∞控制以及自適應(yīng)魯棒控制理論,對船舶電力系統(tǒng)中的柴

2、油發(fā)電機組進行了控制器設(shè)計與仿真實驗,具體研究工作如下:
　　 1.針對船舶電力系統(tǒng)中的柴油發(fā)電機組——柴油機調(diào)速系統(tǒng)、同步發(fā)電機調(diào)壓系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng),建立了相應(yīng)的數(shù)學模型。
　　 2.針對上述所建立的數(shù)學模型,分別設(shè)計了H∞轉(zhuǎn)速控制器、H∞電壓控制器和H∞綜合控制器,進行了大量的仿真實驗,結(jié)果表明H∞控制器是有效的,使得船舶電力系統(tǒng)能有效地抑制干擾并具有很強的魯棒性。
　　 3.H∞算法設(shè)計的控制器在動態(tài)性能

3、上具有一定的保守性,為了改善動態(tài)特性,設(shè)計了混合H2／H∞控制器,仿真結(jié)果表明對于模型不確定性和存在干擾的船舶電力系統(tǒng),采用該控制器的系統(tǒng)不但具有較強的魯棒性,而且與單純使用H∞控制器的系統(tǒng)相比,具有更好的動態(tài)特性。
　　 4.雖然魯棒算法對于模型不確定性的系統(tǒng)具有很強的魯棒性,但對于參數(shù)不確定性的系統(tǒng),其控制效果不甚理想,所以,又設(shè)計了具有L2增益干擾抑制的自適應(yīng)魯棒控制器,仿真結(jié)果表明該控制器對參數(shù)的變化以及干擾的影響均具有