吉林大学学报(工学版)

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小区间参数不确定热机电耦合智能薄板的鲁棒控制

王小兵,陈建军,陈永琴,谢永强,陈龙   

  1. 西安电子科技大学 机电工程学院,西安 710071
  • 收稿日期:2007-07-24 修回日期:2007-10-22 出版日期:2009-01-01 发布日期:2009-01-01
  • 通讯作者: 陈建军

Robust control of uncertain piezothermoelasticity intelligent laminated plate with small interval parameters

WANG Xiao-bing,CHEN Jian-jun,CHEN Yong-qin,XIE Yong-qiang,CHEN Long   

  1. School of Electronic and Mechanical Engineering,Xidian University,Xi’an 710071,China
  • Received:2007-07-24 Revised:2007-10-22 Online:2009-01-01 Published:2009-01-01
  • Contact: CHEN Jian-jun

摘要: 针对热机电耦合智能薄板结构,当参数的区间半径很小时,基于两点法、特征对灵敏度求解、一阶泰勒展开式和区间运算法则,研究了平衡降阶后系统不确定性的计算方法。针对所得不确定性降阶系统,论述了增广被控对象的构建和抑制结构振动的H∞鲁棒控制器求解过程,并给出了一类维数较低的不确定性矩阵的分解形式。最后以智能悬臂薄板为例,在对原不确定性系统和降阶后的不确定性系统分别施加相同的输入后,通过对二者输出区间的比较表明,可用降阶后的不确定性系统近似代替原不确定性系统,由降阶后系统求出的H∞鲁棒控制器实现了对原系统的振动抑制,算例表明本文方法是可行的。

关键词: 自动控制技术, 热机电耦合, 平衡降阶法, 不确定性, 鲁棒控制, 数值仿真

Abstract:

For the piezothermoelastic intelligent laminated plate, a calculation method of the system uncertainty after the balanced reduction was derived on the basis of the twopoint method, the solution of eigenvalue and eigenvector against the sensitivity, the first-order Taylor series expansion and the interval mathematics. For the obtained system with reduced uncertainty, the formation of the generalized control object, the solution process of the H∞ robust controller to suppress the structure vibration were discussed, and the decomposing form of the uncertainty matrix with lower dimensionality was given. Taking an intelligent cantilever plate as an example, the comparison between the outputs from the original uncertainty system and from the reduced uncertainty system with the same input showed that the original system can be substituted approximately by the reduced system. The vibration suppression of the original system can be realized by the H∞ robust controller derived from the reduced system. The calculation example proved the feasibility of the suggested method.

Key words: automatic control, piezothermoelasticity, balanced reduction, uncertainty, robust control, numerical simulation

中图分类号: 

  • O342
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