Hamiltonian系统的控制设计与应用

来源 :中国科学院数学与系统科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ericxinstar
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本文研究广义Hamiltonian系统的控制设计及其在工程中的应用。Hamiltonian系统是一类非常重要的非线性系统,在许多领域有着广泛的应用。尤其在控制领域,Hamiltonian系统的研究有着重要的理论和应用价值。本文分别对时变Hamiltonioan系统控制、Hamiltonian系统自适应控制以及微分代数Hamiltonian系统控制等问题进行了理论和应用研究,得到一系列的结果。   首先,为了克服Casimir函数方法不能适用于时变系统的缺点,本文通过改变传统的反馈互联方式,将Casimir能量方法扩展到更一般的系统,特别是,扩展的方法适用于时变Hamiltonian系统的控制设计。在此基础上,对于带有未知参数的时变Hamiltonian系统,设计了自适应控制器,使得整个系统仍然具有耗散Hamiltonian结构。作为应用,本文研究了单机电力系统的控制问题,当存在时变干扰和具有参数不确定性时,设计了自适应控制器,并且进行了仿真。仿真结果表明了控制器的有效性。   其次,本文研究了永磁同步电机的自适应速度调节控制。首先考察了一般仿射非线性系统自适应反馈Hamiltonian实现。然后对于永磁同步电机精确模型,求得了反馈耗散Hammiltonian实现;对于负载力矩、粘性摩擦系数、定子电阻未知的情形,得到了自适应反馈耗散Hamiltonian实现,从而得到自适应速度调节器;最后进行了计算机仿真。结果表明本文的设计方法简单,自适应速度调节器响应快。   另外,本文对微分代数Hamiltonian系统控制进行了初步的探讨。首先研究了Hamiltonian实现问题,给出了仿射微分代数非线性系统存在反馈Hamiltonian实现的匹配条件;然后讨论了耗散微分代数Hamiltonian系统的能量整合方法,分别得到了定常系统和时变系统的镇定控制器。
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