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基于H_2与H_∞指标的“动中通”伺服系统控制器设计 被引量:2
1
作者 谭敏哲 闻成 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第10期3024-3027,3035,共5页
以"动中通"伺服系统为对象,研究了一种基于H_2/H_∞指标的控制器设计方案。在反馈控制器方面,将满足LQ最优准则的扩展状态反馈与状态观测设计整合成一个H_2设计问题,给出理论推导与设计方法;在前馈控制器方面,将扰动抑制H_∞... 以"动中通"伺服系统为对象,研究了一种基于H_2/H_∞指标的控制器设计方案。在反馈控制器方面,将满足LQ最优准则的扩展状态反馈与状态观测设计整合成一个H_2设计问题,给出理论推导与设计方法;在前馈控制器方面,将扰动抑制H_∞指标设计转换为模型匹配设计,并给出有效求解方法。在控制器参数整定过程中,考虑主谐振模态、不确定性等对系统的影响,给出了一种兼顾动态性能和鲁棒稳定性的整定方法。该设计方法从反馈到前馈均着重考虑扰动抑制能力,并在实际系统上取得了较好的效果,对扰动抑制能力要求较高的控制器设计有一定指导作用。 展开更多
关键词 “动中通”伺服系统 h2/h∞控制器设计 LQ最优化 主谐振模态 鲁棒性
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基于遗传算法的超导磁储能装置H_2/H_∞鲁棒控制器设计 被引量:3
2
作者 江全元 程时杰 +1 位作者 曹一家 李艳 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期14-18,共5页
提出了应用GA(遗传算法 )设计H2 /H∞ 鲁棒控制器的一般方法。使得在满足闭环系统的H∞ 范数小于指定的工程要求的条件下误差信号的H2 范数最小。该问题可归结为一个带约束条件的极小值优化问题 ,并通过一种改进的遗传算法加以解决。该... 提出了应用GA(遗传算法 )设计H2 /H∞ 鲁棒控制器的一般方法。使得在满足闭环系统的H∞ 范数小于指定的工程要求的条件下误差信号的H2 范数最小。该问题可归结为一个带约束条件的极小值优化问题 ,并通过一种改进的遗传算法加以解决。该设计方法能对具有任意控制器结构的控制系统进行参数优化。与传统的鲁棒控制器设计方法相比 ,所提出的方法不仅可以提高控制器的鲁棒性 ,还具有易于进行参数优化的优点。将所提出的方法应用于超导磁储能装置 (SMES)PI型鲁棒控制器的设计 ,时域仿真结果表明所设计的控制器具有很好的鲁棒性 ,在不同的运行工况下均能有效阻尼电力系统的振荡。此外 ,控制器还具有结构简单、易于工程实现的优点。 展开更多
关键词 遗传算法 超导磁储能装置 h2/h∞鲁棒控制器 设计 电力系统 数字仿真
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混合H_2/H_∞鲁棒控制器设计 被引量:14
3
作者 王进华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期45-53,共9页
在状态空间描述下,定义了混合H2/H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H2/H∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H2/H∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的... 在状态空间描述下,定义了混合H2/H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H2/H∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H2/H∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H2/H∞反馈控制器设计.H2和H∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H2/H∞反馈控制器,与H2和H∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H2和H∞设计,可看作是H2,H∞和混合H2/H∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性. 展开更多
关键词 优化控制理论 混合h2/h∞鲁棒控制器 设计 反馈控制器 数学模型 鲁棒稳定性
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弹性飞机的混合H_2/H_∞最优PID控制器设计
4
作者 章萌 章卫国 +1 位作者 李爱军 孙勇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期310-317,共8页
针对弹性飞机强鲁棒性、低阶次、低增益鲁棒控制器的设计问题,以某弹性飞机12阶模型为研究对象,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的设计。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频... 针对弹性飞机强鲁棒性、低阶次、低增益鲁棒控制器的设计问题,以某弹性飞机12阶模型为研究对象,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的设计。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了系统跟踪误差的H2范数的一种简化计算方法用于计算H2范数优化设计指标。最后使用粒子群优化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器参数的优化得到了最优PID控制器。仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,混合H2/H∞最优PID控制器阶次更低,并能同时镇定参数和非参数两种不确定性具有更强的鲁棒性;对弹性形变有较好的抑制作用,对刚性模态也取得了很好的控制效果。 展开更多
关键词 弹性飞机 降阶模型 混合h2/h∞最优PID控制器 粒子群优化算法
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基于H_∞控制理论的2-DOF内模控制器设计及其在电力系统中的应用
5
作者 李树荣 王钊 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期81-84,共4页
给出一种基于H∞ 控制理论的二自由度内模控制器设计方法 .考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性 ,利用适当的状态变换 ,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H∞ 控制器设计问题 ,再利用H∞ 输出动态反馈完... 给出一种基于H∞ 控制理论的二自由度内模控制器设计方法 .考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性 ,利用适当的状态变换 ,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H∞ 控制器设计问题 ,再利用H∞ 输出动态反馈完成了控制器设计 .以电力系统模型为例设计了一个二自由度H∞ 励磁控制器 。 展开更多
关键词 h∞控制理论 2-DOF内模控制器 设计 电力系统 内模控制 励磁控制 鲁棒控制
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基于线性矩阵不等式的分散H_2/H_∞控制的次优设计 被引量:12
6
作者 谢永芳 桂卫华 吴敏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期263-266,共4页
用线性矩阵不等式 (LMI)方法研究大系统分散 H2 / H∞ 控制问题 ,提出了存在分散H2 / H∞ 状态反馈控制器的参数化定理和两种基于 LMI的设计方法 :直接 LMI方法和迭代 L MI(ILMI)方法 .所获得的控制器具有块对角结构 ,闭环系统稳定且能... 用线性矩阵不等式 (LMI)方法研究大系统分散 H2 / H∞ 控制问题 ,提出了存在分散H2 / H∞ 状态反馈控制器的参数化定理和两种基于 LMI的设计方法 :直接 LMI方法和迭代 L MI(ILMI)方法 .所获得的控制器具有块对角结构 ,闭环系统稳定且能优化闭环系统的 H2 / H∞ 性能指标 。 展开更多
关键词 h2/h∞控制 LMI 迭代算法 鲁棒控制 控制器
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H_∞滑模鲁棒励磁控制器设计 被引量:17
7
作者 葛友 李春文 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期1-4,共4页
电力系统的鲁棒励磁控制模型具有非线性和不确定性等特点。并且,其不确定性不满足匹配条件。该文结合反馈线性化、H干扰抑制和滑模变结构控制,利用反馈线性化技术, 将鲁棒励磁控制模型转化为线性不确定模型;利用H干扰抑制技术, 获得了... 电力系统的鲁棒励磁控制模型具有非线性和不确定性等特点。并且,其不确定性不满足匹配条件。该文结合反馈线性化、H干扰抑制和滑模变结构控制,利用反馈线性化技术, 将鲁棒励磁控制模型转化为线性不确定模型;利用H干扰抑制技术, 获得了具有抑制不满足匹配条件干扰能力的动态滑动模态;利用滑模变结构控制,获得了具有完全抑制满足匹配条件干扰的控制律。并设计了H滑模鲁棒励磁控制器。仿真结果表明:文中所设计的控制器能够有效地稳定电力系统。 展开更多
关键词 电力系统 h∞控制 数学模型 h∞滑模鲁棒励磁控制器 设计
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具有弱磁调速的轧机速度系统H_∞鲁棒跟踪控制器设计 被引量:6
8
作者 方一鸣 王乐 +1 位作者 王益群 焦晓红 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期100-103,共4页
轧机速度系统通常由直流电机驱动,当具有基速以上的弱磁调速时,速度控制系统的开环放大系数将会由于Cmφ的变化和电机转动惯量等参数的摄动而产生较大范围内的变化,且在电流调节器和速度调节器设计时常忽略反电势闭环的影响,因此,速度... 轧机速度系统通常由直流电机驱动,当具有基速以上的弱磁调速时,速度控制系统的开环放大系数将会由于Cmφ的变化和电机转动惯量等参数的摄动而产生较大范围内的变化,且在电流调节器和速度调节器设计时常忽略反电势闭环的影响,因此,速度控制系统具有较大的参数不确定性和一定的模型误差。另外,轧机速度系统的外界轧 制负载扰动具有较大的时变不确定性,因此,为使速度控制系统具有较好的鲁棒稳定性和干扰抑制性能,该文基于内模原理的H∞混合灵敏度控制方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果及与常规PI控制器效果的比较表明,所设计的速度控制系统具有优良的干扰抑制性能和鲁棒稳定性。 展开更多
关键词 轧机速度系统 h∞鲁棒跟踪控制器 设计 弱磁调速 直流电机
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永磁直线伺服系统的速度H_∞控制器优化设计 被引量:12
9
作者 蓝益鹏 郭庆鼎 孙宜标 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期76-80,86,共6页
对永磁直线伺服系统的速度H∞控制器提出优化设计,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将速度控制器设计归结为标准的H∞控制问题;用线性矩阵不等式法得到输出反馈g次优H∞控制器,以保证直线系统的鲁棒性。仿真和实验结果... 对永磁直线伺服系统的速度H∞控制器提出优化设计,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将速度控制器设计归结为标准的H∞控制问题;用线性矩阵不等式法得到输出反馈g次优H∞控制器,以保证直线系统的鲁棒性。仿真和实验结果表明,用该方法设计的直线伺服系统能够很好的抑制扰动和跟踪给定。 展开更多
关键词 直线伺服 线性矩阵不等式 模型匹配 二自由度h∞控制器优化设计
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统一潮流控制器的H_∞鲁棒控制器设计 被引量:4
10
作者 雷绍兰 颜伟 +1 位作者 王官洁 周林 《中国电力》 CSCD 北大核心 2002年第6期48-50,共3页
基于H∞控制理论,运用混合灵敏度方法设计了UPFC的H∞鲁棒控制器。仿真表明:UPFC的H∞控制具有比线性最优控制更好的动态品质,并使系统具有较强的鲁棒性和稳定性。
关键词 统一潮流控制器 h∞鲁棒控制器 设计 稳定性 鲁棒性 电力系统
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基于H_∞观测器原理的模糊自适应控制器设计 被引量:12
11
作者 张化光 黎明 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期969-973,共5页
针对一类非线性系统提出一种利用观测器原理来求解干扰抑制项和控制器参数的新型模糊自适应控制方法 .通过寻求线性矩阵不等式 (LMI)的可行解来得到具有 H∞ 跟踪性能的模糊自适应观测器 .并证明了如果该观测器具有 H∞ 跟踪性能 ,则由... 针对一类非线性系统提出一种利用观测器原理来求解干扰抑制项和控制器参数的新型模糊自适应控制方法 .通过寻求线性矩阵不等式 (LMI)的可行解来得到具有 H∞ 跟踪性能的模糊自适应观测器 .并证明了如果该观测器具有 H∞ 跟踪性能 ,则由该观测器参数构成的控制器 ,可以保证闭环系统稳定 . 展开更多
关键词 h∞观测器 原理 模糊自适应控制器 设计 模糊自适应控制 线性矩阵不等式 h∞跟踪
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带有外干扰的滞后离散广义系统鲁棒H_∞控制器设计:LMI方法 被引量:6
12
作者 谢湘生 胡刚 刘洪伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期937-939,共3页
研究了带有外部干扰与状态滞后的离散广义系统鲁棒控制器的设计问题 .在对系统进行稳定分析的基础上 ,给出了系统可以鲁棒镇定的条件 ,并且将这一条件表示为线性矩阵不等式 (LMI)的形式 ,从而使得控制器的设计问题可利用现有的LMI方法解... 研究了带有外部干扰与状态滞后的离散广义系统鲁棒控制器的设计问题 .在对系统进行稳定分析的基础上 ,给出了系统可以鲁棒镇定的条件 ,并且将这一条件表示为线性矩阵不等式 (LMI)的形式 ,从而使得控制器的设计问题可利用现有的LMI方法解决 . 展开更多
关键词 离散广义系统 鲁棒h∞控制器 设计 LMI方法 稳定性 鲁棒控制 线性矩阵不等式
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基于观测器的鲁棒H_2控制器设计 被引量:10
13
作者 夏元清 贾英民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期235-240,共6页
研究了一类含有参数不确定系统的观测器型鲁棒 H2 控制器的设计问题 .基于状态反馈和观测器设计的可分离性原理 ,给出了控制器存在的充分条件和系统 H2 性能指标的一个上界 .利用线性矩阵不等式凸优化方法还得到了使该界达到最小的观测... 研究了一类含有参数不确定系统的观测器型鲁棒 H2 控制器的设计问题 .基于状态反馈和观测器设计的可分离性原理 ,给出了控制器存在的充分条件和系统 H2 性能指标的一个上界 .利用线性矩阵不等式凸优化方法还得到了使该界达到最小的观测增益 . 展开更多
关键词 不确定系统 观测器 线性矩阵不等式 优化 鲁棒h2控制器
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线性不确定时滞系统的H_∞无记忆控制器设计 被引量:3
14
作者 顾永如 李歧强 钱积新 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期429-431,共3页
1引言近年来,H∞控制理论得到了迅速发展,并提出了许多H∞控制器的设计方法.在文[1]中首次采用代数Ricati方程(ARE)解决了一类无时滞确定性系统的H∞控制器的设计问题;在文[2,3]中,基于ARE的H∞控制器... 1引言近年来,H∞控制理论得到了迅速发展,并提出了许多H∞控制器的设计方法.在文[1]中首次采用代数Ricati方程(ARE)解决了一类无时滞确定性系统的H∞控制器的设计问题;在文[2,3]中,基于ARE的H∞控制器设计方法被推广到含有时滞的线性系统... 展开更多
关键词 不确定系统 时滞 RICCATI方程 h∞控制器 设计
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模糊系统H_∞控制器设计的LMI方法 被引量:6
15
作者 刘晓东 张庆灵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期120-124,共5页
应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T_S模糊系统H∞控制器的设计问题.首先给出了T_S模糊系统基于状态反馈H∞控制存在的两个新的充分条件.新条件不但简洁而且把模糊子系统间的相互作用表示为由子系统的系数矩阵构成的矩阵不等式.然... 应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T_S模糊系统H∞控制器的设计问题.首先给出了T_S模糊系统基于状态反馈H∞控制存在的两个新的充分条件.新条件不但简洁而且把模糊子系统间的相互作用表示为由子系统的系数矩阵构成的矩阵不等式.然后新条件被转化为可直接应用Matlab求解的线性矩阵不等式.最后应用线性矩阵不等式方法和Matlab,给出了T_S模糊系统H∞控制器的设计方法. 展开更多
关键词 非线性控制 线性矩阵不等式 LMI 模糊系统 h∞控制器 设计
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基于H_∞控制的多变量系统PID控制器设计 被引量:5
16
作者 胡智奇 谭文 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2002年第2期68-71,共4页
研究了基于环路成形H∞控制的多变量系统PID控制器设计。为了能方便地在实际工程中实现复杂的控制,提出了采用多变量PID控制器逼近所得高阶控制器的方法,并给出了如何选择影响闭环系统性能的预补偿器方法。这种设计方法的主要... 研究了基于环路成形H∞控制的多变量系统PID控制器设计。为了能方便地在实际工程中实现复杂的控制,提出了采用多变量PID控制器逼近所得高阶控制器的方法,并给出了如何选择影响闭环系统性能的预补偿器方法。这种设计方法的主要特点是,只通过调整反映闭环系统的鲁棒稳定性与时域性能的一个设计参数,便可以得到PID控制器。仿真结果表明,所得的多变量PID控制器具有较好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。 展开更多
关键词 工业过程控制 h∞控制 多变量系统 PID控制器 设计
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弹性飞机的混合H_2/H_∞最优PID控制器参数优化 被引量:3
17
作者 章萌 李爱军 刘世民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期197-202,共6页
基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差,这就需要设计的控制器具有较强的鲁棒性。为此,以某弹性飞机12阶模型为例,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的参数优化。首先基于平衡截断法得... 基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差,这就需要设计的控制器具有较强的鲁棒性。为此,以某弹性飞机12阶模型为例,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的参数优化。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了闭环系统跟踪误差H2范数的一种简化计算方法用于H2/H∞优化指标的计算。最后基于差分进化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器的参数寻优。仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,优化得到的混合H2/H∞最优PID控制器具有更强的鲁棒性,能同时镇定参数和非参数两种不确定性。对弹性形变模态也有较好的抑制作用,刚性模态也取得了很好的响应效果。 展开更多
关键词 弹性飞机 最优PID控制器 参数优化 h2/h∞优化指标 差分进化算法
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固定结构混合H_2/H_∞控制器参数的全局优化 被引量:2
18
作者 何福忠 孙优贤 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期502-506,共5页
首先运用增广 Hermite- Biehler定理 ,解析地给出使任意给定 (稳定或不稳定 )被控对象闭环稳定的控制器参数取值域 .然后 ,在该参数取值域内运用遗传优化算法得到了满足指定混合 H2 / H∞ 性能指标的 Pareto最优控制器参数值 .仿真例子... 首先运用增广 Hermite- Biehler定理 ,解析地给出使任意给定 (稳定或不稳定 )被控对象闭环稳定的控制器参数取值域 .然后 ,在该参数取值域内运用遗传优化算法得到了满足指定混合 H2 / H∞ 性能指标的 Pareto最优控制器参数值 .仿真例子验证了该方法的有效性 . 展开更多
关键词 PID控制器 混合h2/h∞ 控制 hermite—Biehler定理 遗传算法 优化
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非线性H_∞励磁控制器的设计 被引量:22
19
作者 蔡超豪 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期50-52,共3页
对单机无穷大系统进行非线性H∞励磁控制器的设计。应用直接反馈线性化方法,直接指定虚拟控制量,简化了计算;采用△d、△w、△Pe和△Vt的积分量为状态变量,以同时改善电力系统的稳定性和调压精度;应用H∞控制理论和MATLAB的m -综合工具... 对单机无穷大系统进行非线性H∞励磁控制器的设计。应用直接反馈线性化方法,直接指定虚拟控制量,简化了计算;采用△d、△w、△Pe和△Vt的积分量为状态变量,以同时改善电力系统的稳定性和调压精度;应用H∞控制理论和MATLAB的m -综合工具箱完成权函数的优化,直接解决鲁棒控制设计;对控制律进行实用化处理,并利用Powersys工具箱进行了仿真分析,收到了较好的效果。 展开更多
关键词 非线性h∞励磁控制器 设计 电力系统 稳定性 鲁棒控制
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基于H_∞控制器的柔性机械手优化设计研究 被引量:1
20
作者 屠立 曹焕亚 周丕宣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1359-1362,共4页
针对柔性机械手设计中手臂变形涉及的柔性和参数分布式系统的复杂性,采用H∞控制技术对柔性机械手进行优化设计。在设计过程中,考虑了参数分布式系统中各子系统之间的相互作用,分析了模型的不确定性并进行了定量描述,导出了广义装置的... 针对柔性机械手设计中手臂变形涉及的柔性和参数分布式系统的复杂性,采用H∞控制技术对柔性机械手进行优化设计。在设计过程中,考虑了参数分布式系统中各子系统之间的相互作用,分析了模型的不确定性并进行了定量描述,导出了广义装置的空间状态方程。设计了具有稳定闭环的H∞控制器,减小了系统的不确定性和扰动所产生的各种影响,从而解决了控制问题和模型精度问题。对阶跃输入和扰动的响应进行了研究,给出了各种情形的数值结果,显示系统具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 柔性机械手 机电设计 空间状态方程 h∞控制器
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