部分分散控制器設計及其在非方系統(tǒng)中的應用.pdf

1、多變量系統(tǒng)是工業(yè)過程中常見的系統(tǒng)。分散控制以其結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)易整定的特點，在多變量系統(tǒng)控制中得到了廣泛的應用。然而對于耦合嚴重、結(jié)構(gòu)復雜的多變量系統(tǒng)，分散控制結(jié)構(gòu)往往很難達到系統(tǒng)高性能的要求。部分分散控制基于對象模型更多的部分信息，在分散控制的基礎上增加了控制器，從而以較簡單的結(jié)構(gòu)達到與多變量集中控制相近的性能。非方系統(tǒng)作為多變量系統(tǒng)的一種，采用常規(guī)的控制方法往往無法得到令人滿意的效果，文獻中對非方系統(tǒng)的控制方法研究不是很多，所以將部分

2、分散控制理論應用到非方系統(tǒng)有其重要的理論和實際價值。
　　本文提出了一種獨立的部分分散控制器設計方法，并將其應用于非方系統(tǒng)。部分分散控制結(jié)構(gòu)介于分散控制和多變量集中控制之間，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)達到與多變量集中控制相似的效果。該方法分兩步，第一步是選取部分分散控制結(jié)構(gòu)，本文提出了一種新的控制器結(jié)構(gòu)選取的方法:間隙度量法。這種方法著眼于系統(tǒng)的魯棒性能，用間隙度量(gap metric)衡量兩個系統(tǒng)之間的距離，距離越小說明選取的部分分散控

3、制結(jié)構(gòu)與原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越接近，從而可以找到合理的部分分散控制結(jié)構(gòu)，達到較好的控制效果。第二步是直接用內(nèi)模法設計控制器，這就涉及到求對象的逆。對于方形系統(tǒng)設計部分分散控制器，我們將部分分散控制系統(tǒng)擴展為非方分散結(jié)構(gòu)，同樣，對于本文的研究對象非方系統(tǒng)來說，也要將非方部分分散控制結(jié)構(gòu)進一步擴展成非方分散結(jié)構(gòu)，然后求得該擴展對象的廣義逆矩陣來設計內(nèi)模控制器，最后通過選擇特殊形式的濾波器保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。對幾個典型非方系統(tǒng)進行控制器設計，仿真結(jié)果表明，