時(shí)滯系統(tǒng)的自抗擾控制設(shè)計(jì)及參數(shù)穩(wěn)定域分析.pdf

1、在石油、化工、制藥和廢水處理等工業(yè)過(guò)程控制中，受裝置、環(huán)境以及人為因素的影響，控制量與被控量之間廣泛存在著時(shí)間滯后的現(xiàn)象。由于時(shí)滯的存在，控制量不能及時(shí)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化做出反應(yīng)，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)大超調(diào)、長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間、振蕩甚至不穩(wěn)定等不良現(xiàn)象。自抗擾控制器(ADRC)作為一種新型控制器，繼承了PID不依賴(lài)于模型和以誤差驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)引入估計(jì)擾動(dòng)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)，實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償，從而達(dá)到抗擾的目的。由于自抗擾控制器同時(shí)具有PI

2、D的優(yōu)點(diǎn)和抗擾的功能，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在過(guò)程控制當(dāng)中。因此，探究自抗擾控制器如何能在保證其抗擾特性的前提下克服時(shí)滯或時(shí)滯變化引起的不良反應(yīng)對(duì)其在時(shí)滯過(guò)程中的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)影響。同時(shí)，在自抗擾控制器和時(shí)滯過(guò)程組成的閉環(huán)回路中，確定自抗擾控制器的參數(shù)穩(wěn)定域?qū)ζ淅碚摲治雠c工程整定也具有重要意義。針對(duì)以上問(wèn)題，在前人工作的基礎(chǔ)上，本文做出以下方面的研究:
　　一方面在自抗擾控制結(jié)構(gòu)上，針對(duì)一類(lèi)具有時(shí)變時(shí)滯特性的對(duì)象，設(shè)計(jì)具有自適應(yīng)延遲輸入的

3、改進(jìn)自抗擾控制方案。該方法通過(guò)引入相關(guān)性分析技術(shù)對(duì)對(duì)象的時(shí)變時(shí)滯進(jìn)行辨識(shí)，然后將得到的時(shí)滯信息傳遞給觀測(cè)器輸入前的延遲模塊，從而實(shí)現(xiàn)控制回路與觀測(cè)回路時(shí)滯信息的同步，降低了時(shí)滯帶來(lái)的不良影響。通過(guò)一個(gè)鍋爐燃燒過(guò)程的實(shí)例仿真驗(yàn)證了該控制方案的有效性和魯棒性。
　　另一方面從自抗擾控制的理論分析入手，對(duì)于由一階線性自抗擾控制器與一階時(shí)滯系統(tǒng)組成的閉環(huán)回路，首先推導(dǎo)出其特征方程，然后利用雙軌跡法求解滿(mǎn)足閉環(huán)特征方程不含右半平面極點(diǎn)的控制