• 線性變參數控制

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    線性變參數控制

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    線性變量控制(LPV 控制)處理線性參數變化系統的控制,這是一類非線性系統,可以建模為參數隨狀態變化的參數化線性系統

    增益調度

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    在為動態系統設計反饋控制器時,使用了各種現代多變量控制器。 通常,這些控制器通常使用系統動態的線性化模型在不同的操作點進行設計,并根據一個或多個參數進行調度,以便在中間條件下操作。 它是一種使用一系列線性控制器來控制非線性系統的方法,每個線性控制器都為系統的不同工作點提供令人滿意的控制。 一個或多個可觀察變量(稱為調度變量)用于確定系統的當前運行區域并啟用適當的線性控制器。 例如,在飛行器控制的情況下,一組控制器被設計在相應參數的不同網格位置,例如AoA,Mach,動態壓力,CG等。簡而言之,增益調度是一種控制設計方法,為 通過將一組線性控制器拼接在一起來構建非線性設備。 這些線性控制器通過切換或插值實時混合。

    調度多變量控制器可能是一項非常繁瑣且耗時的任務。 一種新的范例是線性參數變化 (LPV) 技術,它綜合了自動調度的多變量控制器。

    經典增益調度的缺點

    • 經典增益調度方法的一個重要缺點是,在設計點以外的操作條件下,不能保證足夠的性能,在某些情況下甚至不能保證穩定性。
    • 調度多變量控制器通常是一項乏味且耗時的任務,尤其是在航空航天控制領域尤其如此,在該領域,控制器的參數依賴性很大,因為運行范圍越來越大,性能要求也越來越苛刻。
    • 同樣重要的是,所選的調度變量應反映工廠動態隨操作條件變化而發生的變化。 在增益調度中可以將線性魯棒控制方法納入非線性控制設計; 然而,全局穩定性、穩健性和性能屬性并未在設計過程中明確解決。

    盡管該方法很簡單,并且線性化調度方法的計算負擔通常比其他非線性設計方法要少得多,但其固有的缺點超過了它的優點,因此需要一種新的動力系統控制范例。 基于人工神經網絡 (ANN)、模糊邏輯等的自適應控制等新方法試圖解決此類問題,但由于缺乏此類方法在整個運行參數范圍內的穩定性和性能證明,因此需要設計具有保證的參數相關控制器 線性參數變化控制器可能是理想的候選者。

    線性變參系統

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    LPV 系統是一類非常特殊的非線性系統,似乎非常適合控制參數變化的動力系統。 一般而言,LPV 技術為增益調度多變量控制器提供系統的設計程序。 這種方法允許將性能、魯棒性和帶寬限制合并到一個統一的框架中。 下面簡要介紹 LPV 系統和術語解釋。

    參數依賴系統

    控制工程中,狀態空間表示是物理系統的數學模型,作為一組輸入,u {\\displaystyle u} 輸出,y {\\displaystyle y} 和狀態變量,x {\\displaystyle x} 由一階微分方程相關。 非線性、非自治系統的動態演化

    線性變參數控制

    如果系統是時變的

    狀態變量描述了動態系統的數學狀態,在對大型復雜非線性系統建模時,如果為了實用和簡單而選擇緊湊的狀態變量,則系統的動態演化部分將丟失。 狀態空間描述將涉及稱為外生變量的其他變量,這些變量的演化不為人知或過于復雜而無法建模,但以已知方式影響狀態變量演化并且可使用傳感器實時測量。

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    1. 線性變參數控制
    2. 增益調度
    3. 經典增益調度的缺點
    4. 線性變參系統
    5. 參數依賴系統

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