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毕业设计 控制系统鲁棒性研究,共22页,7542字。
1引言
鲁棒性是一个音译，其英文拼写为Robust,也就是健壮和强壮的意思。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是该软件的鲁棒性。控制专家用这个名字来表示当一个控制系统中的参数发生摄动(摄动，是指当一个物体与另一个物体发生连接时，因受其他物体或其他因素的影响而发生偏差的现象)时系统能否保持正常工作的一种特性或属性。
在进行控制系统设计时,无论采用什么样的设计技术,控制器一般是(但不完全是)基于与被控对象动态行为有关的信息而设计,这种信息(模型)可能是脉冲或阶跃响应,传递函数,偏微分方程组,或者简单的就是过程增益和根据经验确定的回复时间等等。但在实际控制工程中, 由于存在种种不确定因素，如：
(1)参数变化
(2)未建模动力学特性
(3)未建模时延
(4)平衡点(工作点)的变化
(5)系统噪声
(6)不可预测的干扰输入
等等，被控对象的精确模型往往难以得到，有时，即使能获得受控对象的精确模型但也由于过于复杂，在进行控制系统设计时非进行简化不可。此外，随着系统的工作条件或环境的变化，控制系统中元件的老化或坏损，被控对象本身的特性也会随之发生变化，从而偏离设计所依据的标准特性，导致系统模型产生误差，所以我们所建立的对象模型只能是实际物理系统的不精确的表示。鲁棒系统设计的目标就是要在模型不精确或存在其他变化因素的条件下，使系统仍能保持预期的性能。如果模型的变化或模型的不精确所造成的系统性能的改变是可以接受的，这样的系统就称为鲁棒系统。(尽管被控对象存在着显著的不确定因素,鲁棒控制系统仍能具备预期的性能)。
图（1）所示的系统存在着多种可能的不确定因素。其中包括传感器噪声G(s)、不可预测的干扰输入D(s)以及受控对象G(s)的动态特性可能未建模或其参数可能有变化等。其中尤其是系统的末建模动态特性和各种参数变化可能会相当显著，因此，在设计这些含有不确定因素的系统时，我们所面临的问题就是如何保持系统的预期性能。
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