抗大質量變化強健最佳控制系統設計

Robust Optimal Control System Design with Large Plant Uncertai- nty

許志榮(Ze Rong Shi)

指導教授 ： 林志民

元智大學/工程學院/電機與資訊工程研究所/碩士(1993年)

摘要

本篇論文之主要目的是提出一些設計方法以達到飛行控制系統所需的強健
性及性能需求。僅管航空器在飛行狀況改變下有很大的不確定量，量化回
授理論(Q- FT)對於航空器是非常有效的控制設計方法。量化回授理論(
QFT)的使用主要能夠達成系統的性能和強健特性。吾人提出量化強健線性
二次最佳化控制的合成方法，導出 Wiener-H- opf線性二次最佳化控制和
結合量化回授理論(QFT)強健控制設計的技術來得到量化強健最佳控制。
在面對被控系統參數有變化時，加權函數選取法也被提出以達到強健最佳
控制。利用等效的二自由度控制器，可以達成回授迴路滿足回差等式(
return difference equality)。飛彈自動駕駛儀和F-4E飛行控制系統被
用來驗証這些設計方法之效益。

關鍵字

量化回授理論 ； 量化 ； 強健 ； 最佳 ； 加權函數 ； 回差等式

並列摘要

The primary purpose of this dissertation is to outline some
design methods for achieving the desired robustness and perfor-
mance requirements of the flight control system. Control
systems using the Quantitative Feedback Theory (QFT ) is
introduced and is employed for the autopilot design of fl- ight
control system. The synthesis methodology of quantitative
robust linear qu- adratic optimal control system is developed.
Wiener-Hopf linear quadratic optimal control is introduced and
is then incorporat- ed with quantitative feedback theory robust
control design tec- hnique to achieve the quantitative robust
optimal control. Two frequency dependent weighting functions
are shaped to achieve the robust optimal control in the
presence of plant uncertain- ty. And by appropriately
factorizing the two-degree-of-freedom compensator, the feedback
loop can be designed to satisfy the return difference equality.
The missile autopilot and the F-4E flight control system a- re
considered to illustrate the validity of the design methods.

並列關鍵字

QFT ； Quantitative ； Robust ； Optimal ； Weighting Function ； Return diff- erence equality