復(fù)雜系統(tǒng)的控制方法研究.pdf

1、非最小相位系統(tǒng)普遍存在于工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域，由于非最小相位環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，并且大部分的過(guò)程對(duì)象還具有時(shí)滯和多變量強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的控制方法無(wú)法達(dá)到預(yù)期的控制效果。因此，對(duì)這類復(fù)雜系統(tǒng)的研究具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文基于多變量頻域控制理論，以目前具有實(shí)用價(jià)值的內(nèi)?？刂萍夹g(shù)為主要控制手段，針對(duì)含有右半平面零點(diǎn)的時(shí)滯多變量系統(tǒng)提出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的解耦控制方案。本文討論了內(nèi)?？刂婆cSmith預(yù)估控

2、制在結(jié)構(gòu)上的等價(jià)性，并且將這種單變量?jī)?nèi)模Smith結(jié)構(gòu)推廣到多變量系統(tǒng)中。采用內(nèi)?？刂圃碓O(shè)計(jì)Smith預(yù)估控制器，不僅解決了時(shí)滯問(wèn)題，還有效改善了Smith預(yù)估控制方法在模型失配情況下的缺陷。對(duì)于方形系統(tǒng)，分別采用靜態(tài)解耦和動(dòng)態(tài)解耦兩種方式，給出了多變量系統(tǒng)的解耦控制結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)推導(dǎo)了解耦控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)于非方系統(tǒng)，引入矩陣?yán)碚撝械腗oore-Penrose逆概念，較好解決了非方系統(tǒng)的解耦問(wèn)題。通過(guò)對(duì)解耦后的廣義被控對(duì)象進(jìn)行模型降

3、階處理，在一定程度上簡(jiǎn)化了解耦控制器矩陣的運(yùn)算量。仿真結(jié)果表明，該方法有效提高了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和魯棒穩(wěn)定性;同時(shí)，本文還采用四種常用的性能指標(biāo)進(jìn)行了量化評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了此方法的優(yōu)越性。
　　 本文針對(duì)工業(yè)中普遍存在的高階系統(tǒng)和高階非最小相位系統(tǒng)，提出一種基于Butterworth濾波器的內(nèi)模控制方法。利用Butterworth濾波器的理想低通濾波特性以及在整個(gè)通頻帶內(nèi)幅頻特性起伏最平穩(wěn)的特性，將改進(jìn)優(yōu)化的Butterworth濾