復雜系統(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)過程領域，由于非最小相位環(huán)節(jié)會對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成嚴重影響，并且大部分的過程對象還具有時滯和多變量強耦合的特點，采用傳統(tǒng)的控制方法無法達到預期的控制效果。因此，對這類復雜系統(tǒng)的研究具有十分重要的理論意義和應用價值。
　　 本文基于多變量頻域控制理論，以目前具有實用價值的內(nèi)模控制技術(shù)為主要控制手段，針對含有右半平面零點的時滯多變量系統(tǒng)提出一種簡單實用的解耦控制方案。本文討論了內(nèi)?？刂婆cSmith預估控

2、制在結(jié)構(gòu)上的等價性，并且將這種單變量內(nèi)模Smith結(jié)構(gòu)推廣到多變量系統(tǒng)中。采用內(nèi)模控制原理設計Smith預估控制器，不僅解決了時滯問題，還有效改善了Smith預估控制方法在模型失配情況下的缺陷。對于方形系統(tǒng)，分別采用靜態(tài)解耦和動態(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)，并詳細推導了解耦控制器的設計過程。對于非方系統(tǒng)，引入矩陣理論中的Moore-Penrose逆概念，較好解決了非方系統(tǒng)的解耦問題。通過對解耦后的廣義被控對象進行模型降

3、階處理，在一定程度上簡化了解耦控制器矩陣的運算量。仿真結(jié)果表明，該方法有效提高了控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和魯棒穩(wěn)定性;同時，本文還采用四種常用的性能指標進行了量化評價，驗證了此方法的優(yōu)越性。
　　 本文針對工業(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)?？刂品椒?。利用Butterworth濾波器的理想低通濾波特性以及在整個通頻帶內(nèi)幅頻特性起伏最平穩(wěn)的特性，將改進優(yōu)化的Butterworth濾