標題: 利用LTR 之觀念進行強韌多變數控制器設計
作者: 危敬文
WEI, JING-WEN
鄧清政
DENG, GING-ZHENG
電控工程研究所
關鍵字: 迴路轉移函數回復;韌性;多變數;控制器;電腦輔助設計;飛機;自動駕駛;LOOP-TRANSFER-RECOVERY;ROBUST;ESA/LTR;CAD
公開日期: 1988
摘要: 在多變數控制系統設計的領域中,強韌(robust)控制系統設計已成為重要的課題之 一。強韌控制系統是指在受控體(plant )有不確定性(uncertainty )出現的情況 下,我們仍能進行設計使其滿足系統需求。針對此類設計問題,有一名為迴路轉移函 數回復(loop transfer recovery)的觀念,可用以進行強韌多變數控制器設計。利 用此觀念,本文提出二種控制器設計的方法,其一為線性二次高斯調制器及迴路轉移 函數回復(LQG/LTR )設計法,其二為特徵結構選置及迴路轉移函數回復(ESA/LTR )設計法,其中LQG/LTR 設計法已發展多年且應用廣泛,而ESA/LTR 乃本文所新定義 之設計法。此二設計法皆有正式的數學推論及系統化的設計程序,利用電腦輔助設計 則使其簡易可行。吾人必須設計系統使其滿足性能及穩定性的強韌需求,而這些需求 乃明定於頻域。 論文中並以一飛機控制系統之實例進行自動駕駛設計。飛機系統是相當複雜的控制系 統,它含有非線性、狀態耦連(state coupling)及時變等特性。如此複雜的系統, 至今尚無固定的設計方法可依循。傳統的方法是忽略狀態耦連的特性,將系統分為數 個單變數(SISO)的子系統,以古典補償設計的方法,分別對子系統設計控制器。如 此作法固然可使控制器設計的困難度降低,但誤差亦隨之增大。較積極的設計概念是 ,以較精確的耦連數學模式代表真實的物理系統,並由近代控制的多變數設計觀點, 設計控制器。本文中的設計即根據以上概念,先將非線性系統對不同的操作點分別線 性化,再依據線性化的模型利用LQG/LTR 及ESA/LTR 這二種多變數設計法進行控制器 設計,然後將設計出之控制器置回原非線性系統進行模擬,而從模擬結果可見此二設 計法之應用效果良好。
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT772327013
http://hdl.handle.net/11536/53726
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