基于LMI的4WS-4WD电动汽车的鲁棒H_∞控制器研究

发布时间：2017-09-01 01:02

  本文关键词：基于LMI的4WS-4WD电动汽车的鲁棒H_∞控制器研究

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【摘要】：电动汽车近些年飞速发展,随着多媒体技术、线控转向技术、辅助驾驶技术、车联网技术等先进技术的发展。车辆智能化、电子化的趋势越来越明显。这种情况下,车辆电子系统的参数会出现不确定的现象,即车辆系统参数、控制器参数等可能出现波动现象。针对四轮转向及四轮驱动(Four-wheel Steering, Four-wheel Driving,4WS-4WD)电动汽车存在的上述问题,本文基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)及鲁棒H_∞控制技术设计了一系列车辆控制器。该系列鲁棒H_∞控制器可以有效地解决系统参数波动及控制器参数波动的问题,增强系统的鲁棒性。本文主要完成了以下创新性工作：(1)对于车辆系统参数摄动问题。本文设计了鲁棒H_∞控制器。鲁棒H_∞控制器可以有效抑制系统的扰动,对于系统中参数的摄动,与其他控制方法比较,例如极点配置,具有优秀的抑制效果。(2)由于鲁棒H_∞控制器获得鲁棒性能的同时损失了控制性能。本文进而设计了鲁棒H_∞最优控制器以解决此问题。该设计方法克服了以牺牲系统某些性能为代价来保证鲁棒性的设计方法的弱点,同时兼顾稳定鲁棒性和性能鲁棒性。鲁棒H_∞最优控制器还解决了依赖于系统和干扰精确数学模型的最优控制性能差的问题。(3)在实际系统的运行中,因为字节长度、数值模拟的精度转换、截断误差等因素,控制器中的参数通常是波动的。现有的鲁棒控制器设计方法,例如μ综合等对控制器参数的变化极其敏感。以往的众多研究都未考虑车辆控制器参数波动的问题,而这对车辆系统稳定运行十分重要,本文设计的鲁棒H_∞非脆弱控制器成功解决了控制器对参数变化敏感的问题。
【关键词】：鲁棒H_∞控制 LMI 最优控制 非脆弱控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.3 论文研究内容及意义15-16
• 1.4 论文组织结构16-17
• 第二章 车辆建模及控制策略17-25
• 2.1 车辆建模及构建控制策略17-21
• 2.1.1 车辆模型17-19
• 2.1.2 四轮转向、转矩分配控制策略19-21
• 2.2 控制性能分析21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 基于LMI的鲁棒H_∞控制器设计25-35
• 引言25
• 3.1 车辆增广系统25-29
• 3.1.1 理想模型及误差模型25-27
• 3.1.2 H_∞准控制问题27-29
• 3.2 鲁棒H_∞控制器设计29-30
• 3.3 控制器性能分析30-34
• 3.3.1 鲁棒性能、控制性能30-32
• 3.3.2 跟踪性能32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 基于LMI的鲁棒H_∞最优控制器设计35-43
• 引言35
• 4.1 最优控制器设计理论35-36
• 4.2 鲁棒最优控制器求解36-37
• 4.3 数值仿真分析37-41
• 4.4 本章小结41-43
• 第五章 基于LMI的鲁棒H_∞脆弱控制器设计43-60
• 引言43
• 5.1 非脆弱控制器设计理论43-46
• 5.2 鲁棒H_∞非脆弱控制器求解46-48
• 5.2.1 基于加法式摄动设计控制器46-47
• 5.2.2 基于乘法式摄动设计控制器47-48
• 5.3 数值仿真分析48-58
• 5.3.1 基于加法式摄动设计的非脆弱控制器48-53
• 5.3.2 基于乘法式摄动设计的非脆弱控制器53-58
• 5.4 本章小节58-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-68
• 作者简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵立军;邓宁宁;罗念宁;刘昕晖;;基于直接横摆力矩的四轮转向/驱动滑模控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);2015年08期

2 刘刚;陈思忠;郑凯锋;王文竹;;四轮转向车辆的操纵稳定性分析[J];中国机械工程;2015年09期

3 曹慧超;李炜;;执行器饱和不确定NCS非脆弱鲁棒容错控制[J];控制与决策;2013年12期

4 郑凯锋;陈思忠;王亚;;基于线控技术的四轮转向全滑模控制[J];东南大学学报(自然科学版);2013年02期

5 郑宏宇;许文凯;刘宗宇;邓文哲;刘风;韩飞;;四轮独立驱动电动汽车再生制动控制策略[J];吉林大学学报(工学版);2013年03期

6 王宇飞;姜长生;吴庆宪;;近空间飞行器多模型软切换保性能非脆弱控制[J];控制理论与应用;2012年04期

7 黄宜庆;王莉;孙长银;;具有极点约束的高超声速飞行器非脆弱最优H_2/LQR控制[J];上海交通大学学报;2011年03期

8 刘树博;赵丁选;尚涛;;主动悬架非脆弱H_2/广义H_2静态输出反馈最优控制[J];四川大学学报(工程科学版);2011年01期

9 田承伟;宗长富;何磊;于志新;王祥;;汽车线控四轮转向控制策略[J];吉林大学学报(工学版);2010年05期

10 殷国栋;陈南;;四轮转向直接横摆力矩鲁棒集成控制仿真研究[J];系统仿真学报;2008年16期

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本文编号：768966