微幅波干扰下线性定常系统的干扰抑制控制
摘要消除或削减控制系统外部干扰的影响一直是当今学者的一个热点研究领域。本次课题是在干扰抑制的现有理论框架下，设计控制器使得线性定常系统实现外部微幅波干扰抑制控制。研究中，我们以海洋平台系统为应用背景，建立相应的系统模型，深入研究线性定常系统的干扰抑制控制问题，从而了解并掌握干扰抑制控制器的设计原理与方法。针对在微幅波持续扰动下的线性定常系统，我们主要研究了一种前馈反馈最优控制律，并给出最优控制律的存在性和唯一性条件。然后我们提出前馈反馈最优控制律的设计算法，并通过仿真完成与经典的反馈最优控制下控制效果的比较。仿真结果表明，相比于经典的状态反馈最优控制律，本文所提出的控制方案对于抑制外部的动态扰动更有效。67252
毕业论文关键词 微幅波 线性定常系统 海洋结构 前馈控制 反馈控制 最优控制
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The interference suppression control for linear time-invariant systems under small amplitude wave disturbances
Abstract
Elimination or reduction of the influence of external disturbance on the system has been a hot research at present. An interference suppression controller design is focused on in the thesis to oppose the disturbances of external small amplitude waves. In this study, the system model considered arises from the motion of the offshore platform exposed to severe environment. For the linear time-invariant systems with persistent small amplitude wave disturbances, we mainly study a feedforward and feedback optimal control (FFOC) law. The existence and uniqueness of the FFOC law have been provided as well as its algorithm. Finally, a simulation is presented to demonstrate and compare with the effectiveness of different control laws, which shows that FFOC law is more efficient in reducing the vibration induced by small amplitude wave force than the classical state feedback optimal control (CFOC) law.
Keywords feedback control, feedforward control, optimal control,offshore platform, small amplitude wave, linear time-invariant system
目 次
1 引言1
1.1 研究背景1
1.2 研究现状2
1.3 研究内容及方法3
1.4 论文结构安排3
1.5 本章小结4
2 微幅波理论4
2.1 基本概念4
2.2 基本方程5
2.3 本章小结6
3 波浪荷载7
3.1 理论基础7
3.2 波浪力8
3.3 外系统建立10
3.4 本章小结10
4 海洋平台建模10
4.1 基本概念11
4.2 运动方程11
4.3 本章小结13
5 最优控制律设计14
5.1 问题描述14
5.2 前馈反馈最优控制律设计15
5.3 本章小结17
6 实例仿真18
6.1 波浪力仿真18
6.2 控制律仿真19
6.2.1 经典反馈最优控制律仿真20
6.2.2 前馈反馈最优控制律仿真22
6.2.3 控制效果比较24
6.3 本章小结26
结论28
致谢29
参考文献30
附录A 符号索引32
附录B 缩写词32
附录C Matlab函数32
1 引言