【摘 要】
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H_2/H_∞控制理论在解决建模误差和不确定扰动的难点问题时具有独到的优势。应用H_2/H_∞控制理论设计的控制器既能保证系统具有一定的鲁棒性,又能使系统获得较好的动态性能。但是由于系统的H_2性能与H_∞性能往往相互冲突,因此H_2/H_∞控制问题通常只存在Pareto最优解。LMI方法是近年来求解H_2/H_∞控制问题的主要方法。但是,在求解矩阵不等式系统时,需要增加附加条件,才能得到可行解。
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H2/H∞控制理论在解决建模误差和不确定扰动的难点问题时具有独到的优势。应用H2/H∞控制理论设计的控制器既能保证系统具有一定的鲁棒性,又能使系统获得较好的动态性能。但是由于系统的H2性能与H∞性能往往相互冲突,因此H2/H∞控制问题通常只存在Pareto最优解。LMI方法是近年来求解H2/H∞控制问题的主要方法。但是,在求解矩阵不等式系统时,需要增加附加条件,才能得到可行解。这种方法,会使得到的结果具有一定的保守性。同时,应用LMI方法求解H2/H∞控制问题时,一次计算只能得到一个可行解,计算效率较低。因此,传统的LMI方法难以估计到问题的Pareto最优前沿。本文将H2/H∞控制方法应用于电动轮自卸车柴油发电机组调速系统中,解决了因工作环境恶劣引起的不确定性问题。围绕以上内容,本文进行的主要工作如下:（1）本文建立了矿用电动轮自卸车柴油发电机组的数学模型。用数学方法表达了柴油机输出轴行程,转速和发电机功角之间的关系。准确的描述了矿用电动轮自卸车柴油发电机组的运动规律通过分段线性法解决了柴油机输出转矩与转速之间的非线性关系。（2）本文分析了矿用电动轮自卸车的工作环境引起的不确定性扰动,提出H2/H∞控制理论应用于矿用电动轮自卸车柴油发电机组调速系统中。建立了应用H2/H∞控制其的矿用电动轮自卸车柴油发电机组调速系统数学模型。（3）针对LMI方法在求解H2/H∞控制问题时的保守性和求解效率低的问题。提出采用一种改进的多目标自适应差分进化算法求解H2/H∞控制器,采用基于拥挤熵的外部精英存档保留策略。本文针对大型矿用电动轮自卸车柴油发电机组的数学模型,使用改进的多目标参数自适应差分进化算法和LMI方法分别求得H2/H∞状态反馈控制器,并进行对比仿真。仿真结果表明,采用改进的多目标参数自适应差分进化算法得到状态反馈控制器具有更优的控制效果。
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