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系統識別號 U0002-2307201912074000
DOI 10.6846/TKU.2019.00728
論文名稱(中文) 多目標靜態輸出回授控制設計
論文名稱(英文) Multiobjective Static Output Feedback Control Design
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 電機工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Electrical and Computer Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 黃蘊馨
研究生(英文) Iun-Shing Huang
學號 605460095
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2019-06-26
論文頁數 48頁
口試委員 指導教授 - 周永山(yung@ee.tku.edu.tw)
委員 - 吳政郎(wujl@mail.ntou.edu.tw)
委員 - 蔡奇謚(chiyi_tsai@mail.tku.edu.tw)
委員 - 李世安(lishyhan@ee.tku.edu.tw)
關鍵字(中) 多目標控制
靜態輸出回授
線性矩陣不等式
關鍵字(英) multi-objective control
static output feedback (SOF)
linear matrix inequality (LMI)
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
控制工程問題通常考慮設計一個控制器使系統兼具多個性能,這是控制領域廣為討論的議題,此即所謂多目標控制。C.W. Scherer 等人針對動態輸出回授(dynamic output feedback, DOF)控制器提出了一套非常傑出的多目標控制解法,其條件為線性矩陣不等式(linear matrix inequality, LMI)形式,可運用數值軟體有效求解。相較之下,靜態輸出回授(static output feedback, SOF)控制器容易實現,然而迄今尚未有類似的通用解法。
本論文延續近期一連續時線性非時變系統的新型靜態輸出回授合成方法,探討離散時間系統的 H-infinity 靜態輸出回授設計問題,並將此方法推廣至其他問題,如 H2性能控制、區域極點配置(regional pole placement)控制。末了,本論文將提出數值例子,模擬驗證所提方法之效能。
英文摘要
Control problems often consider the design of a controller such that the closed-loop system has certain desired properties. This has been a hot issue in the control field, which is called multi-objective control. An outstanding method for dynamic output feedback controller synthesis on this subject was provided by C. W. Scherer et al. The solvability conditions are in terms of linear matrix inequalities (LMIs), which can be efficiently solved by available software. In comparison, there lacks such a unified approach for static output feedback (SOF) synthesis, though the implementation of SOF is simpler.
    By following a new approach to SOF synthesis for continuous-time linear time-invariant systems, this thesis considers the problem of designing H-infinity SOF for discrete-time systems. Extension is made to the synthesis problems of other control performances, such as H2 control and regional pole placement. Finally, numerical example is given that establishes the effectiveness of the proposed method.
第三語言摘要
論文目次
目錄
誌謝	i
中文摘要	ii
英文摘要	iv
圖目錄	vii
表目錄	viii
第一章	緒論	1
第二章	背景知識與問題敘述	3
2.1	H∞之離散時域性能	5
2.2	H2之離散時域性能	6
2.3	區域極點配置	7
2.4 PK合成架構	8
第三章	靜態控制器設計	11
3.1	H∞靜態控制器設計	13
3.1.1情況1	16
3.1.2情況2	18
3.1.3情況3	21
3.2	H2靜態控制器設計	23
3.2.1情況1	24
3.2.2情況2	26
3.2.3情況3	28
3.3	區域極點配置靜態控制器設計	30
3.3.1情況1	31
3.3.2情況2	32
3.3.3情況3	34
第四章	模擬結果	36
4.1 H∞控制	36
4.2 H2控制	39
4.3 區域極點配置控制	41
4.4多目標控制(H∞性能與區域極點配置)	43
第五章	結論	46
參考文獻	47


圖目錄
圖2. 1傳統架構	8
圖2. 2 PK架構	9
圖4. 1  之波德圖	37
圖4. 2閉迴路系統極點分布圖	38
圖4. 3閉迴路系統極點分布圖	40
圖4. 4區域極點配置控制器閉迴路系統極點分布圖	42
圖4. 5多目標控制 之波德圖	44
圖4. 6多目標控制閉迴路系統極點分布圖	45
 
 
表目錄
表2. 1符號標示	3
表4. 1 H∞控制結果	37
表4.2 H2控制結果	40
表4.3區域極點配置控制結果	42
表4. 4多目標控制器數據	44
參考文獻
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