侯海良，　年晓红，　彭智，　王忠

(1.中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410004； 2.湖南人文科技学院 信息学院，湖南 娄底 417000)



三电机卷绕系统的状态反馈鲁棒控制
——LMI方法

侯海良1，2，年晓红1，彭智1，王忠1

(1.中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410004； 2.湖南人文科技学院 信息学院，湖南 娄底 417000)

摘要:针对具有强耦合、不确定性和非线性的三电机卷绕系统，提出一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的全局鲁棒控制方法。首先，在三电机卷绕系统的数学模型的基础上给出了一种系统的稳态控制输入和参考速度的计算方法，得到了系统的动态误差模型。接着，考虑到卷绕过程中存在的参数不确定和时变性，引入区间矩阵进行描述，在此基础上，根据Lyapunov稳定性理论得到了使闭环系统鲁棒渐近稳定的LMI充分条件。最后，以实验室搭建的三电机卷绕系统为例进行了仿真和平台实验，实验结果证明了所提出的控制方法的有效性和鲁棒性。

关键词:卷绕系统；线性矩阵不等式；状态反馈；区间变量；鲁棒渐近稳定

0引言

多电机卷绕系统在造纸、印刷、纺织、金属箔、聚合物等生产工业中得到广泛应用。该类系统的主要目标是在控制张力稳定的基础上尽可能的提高处理速度，以实现在保证产品质量的基础上提高生产效率[1]。实际上，由于卷绕系统的工料张力和速度之间存在耦合，速度的变化会影响张力的变化，张力的变化也会引起速度的变化，这给实际控制带来了困难。目前，实际工业中的卷绕系统大多采用分散PI或者PID控制，将张力速度控制解耦成速度控制环和张力控制环，但对于一些控制精度要求较高的场合，这种类型的控制策略难以获得令人满意的控制效果[1-3]。……