解耦控制系統設計

Abstract

本論文主要在探討多輸入多輸出控制系統中，配對（paring）及解耦控制器設計等問 題。 文中我們基於最小能量（minimum energy）的觀點，發展了一種新的配對方法和定義 一個耦連程度指標（Interaction Index ）；其中配對的結果在於提供我們如何能更 恰當地選擇輸入輸出對的資訊，而耦連程度指標的大小則告訴我們此系統耦連的程度 及是否可把一個多輸入多輸出控制系統簡化成許多個單迴路控制系統來設計。 但古系統的耦連程度嚴重時，解耦控制系統的設計就顯的重要，這裡我們提供了一種 解耦控制器的設計法則，此法則適用範圍包括穩定，不穩定或╱及非極小相之受控體 （plant ），並且用於飛彈的自動駕駛設計而有不錯的解耦特性，此外我們亦證明當 系統被要求完全解耦時，多輸入多輸出的設計程序能用單輸入單輸出的設計技巧來完 成，這裡我們分別用Q 參數法（Q-paramertization ）及維納渥夫（Wiener-Hopf ） 解耦設計法則來加以說明。 最後，為了比較在非線性系統之解耦程度，我們尚採用了一種目前廣為流行的設計法 則（LQG/LTR ）於飛彈的自動駕駛設計上，這種方法在線性系統設計時並未完全解耦 ，但經由在非線性系統之模擬結果，則和前述幾個法則一樣，均有令人滿意的解耦特 性。