基于反向解耦的分數(shù)階多變量內模控制研究.pdf

1、近些年復雜物理、力學、生物學和工程上的建模問題的出現(xiàn)使得整數(shù)階模型不再適用，而使用分數(shù)階模型來描述系統(tǒng)更能表現(xiàn)系統(tǒng)的特性。目前關于分數(shù)階系統(tǒng)的控制策略的研究已經有了很多的成果。但是這些研究都是基于單輸入單輸出的分數(shù)階對象，而對于分數(shù)階多輸入多輸出的系統(tǒng)的控制的研究就比較少了。然而眾所周知實際過程中大多數(shù)的被控對象都是多輸入多輸出的系統(tǒng)。所以針對分數(shù)階多輸入多輸出系統(tǒng)的控制方法的研究是很有意義很有必要的。本課題以此為切入點，針對分數(shù)階多輸

2、入多輸出時滯系統(tǒng)，研究了其解耦方法、解耦條件;對于解耦后的系統(tǒng)將分數(shù)階多變量系統(tǒng)和多變量內模結合起來設計了基于反向解耦的分數(shù)階多變量內模控制器，理論證明了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　本文的主要創(chuàng)新點包括以下幾點:
　　1.對于整數(shù)階的多變量系統(tǒng)，根據(jù)解耦思路的不同大體有三種方法:理想解耦、簡化解耦、反向解耦。理想解耦的基本思想是構造理想的廣義傳遞函數(shù)矩陣，簡化解耦的思想是構造形式簡化的解耦矩陣使得廣義傳遞函數(shù)矩陣的非對角線元素為0，反

3、向解耦的思路是構造特殊的解耦結構使得廣義傳遞函數(shù)矩陣和解耦矩陣的形式能都得到簡化。根據(jù)這三種解耦思想，在分數(shù)階多變量時滯系統(tǒng)的前提下推導了解耦環(huán)節(jié)的表達式，然后討論了解耦環(huán)節(jié)能實現(xiàn)時，系統(tǒng)相對階和時滯所要滿足的條件。最后實驗表明解耦的效果很理想。
　　2.在對分數(shù)階多變量時滯系統(tǒng)解耦的前提下，將多變量內?？刂品椒ㄅc分數(shù)階多變量系統(tǒng)相結合提出了基于反向解耦的分數(shù)階多變量內?？刂撇呗?。靈敏度函數(shù)最大值被用來作為控制器參數(shù)整定的依據(jù)。在