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船舶电力系统鲁棒控制器设计与仿真研究
| 论文题名： | 船舶电力系统鲁棒控制器设计与仿真研究 |
| 关键词： | 船舶电力系统;柴油发电机组;控制系统;H∞控制;自适应鲁棒控制;增益干扰抑制 |
| 摘要： | 实际控制系统中,控制对象动态特性通常难以用精确的数学模型来描述,即使建立了精确的数学模型,但由于复杂度较高,设计控制器时必须进行简化,导致不确定性,此外,控制对象本身由于环境等因素影响,其参数会发生变化,也会产生不确定性。对于不确定性系统的控制问题,鲁棒控制理论可以有效地解决。船舶电力系统就是典型的具有不确定性的控制系统,对其开展鲁棒控制研究是非常有意义的,本文采用H∞控制、混合H2／H∞控制以及自适应鲁棒控制理论,对船舶电力系统中的柴油发电机组进行了控制器设计与仿真实验,具体研究工作如下: 1.针对船舶电力系统中的柴油发电机组——柴油机调速系统、同步发电机调压系统和综合控制系统,建立了相应的数学模型。 2.针对上述所建立的数学模型,分别设计了H∞转速控制器、H∞电压控制器和H∞综合控制器,进行了大量的仿真实验,结果表明H∞控制器是有效的,使得船舶电力系统能有效地抑制干扰并具有很强的鲁棒性。 3.H∞算法设计的控制器在动态性能上具有一定的保守性,为了改善动态特性,设计了混合H2／H∞控制器,仿真结果表明对于模型不确定性和存在干扰的船舶电力系统,采用该控制器的系统不但具有较强的鲁棒性,而且与单纯使用H∞控制器的系统相比,具有更好的动态特性。 4.虽然鲁棒算法对于模型不确定性的系统具有很强的鲁棒性,但对于参数不确定性的系统,其控制效果不甚理想,所以,又设计了具有L2增益干扰抑制的自适应鲁棒控制器,仿真结果表明该控制器对参数的变化以及干扰的影响均具有很强的自适应性和鲁棒性。 |
| 作者： | 方婧涵 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 王兴成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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