時滯系統(tǒng)的H∞控制與跟蹤.pdf

1、時滯，既可能是物理現(xiàn)象固有的，也可以是有意識地引入到系統(tǒng)設(shè)計中，用來消除或降低時滯的影響。忽略時滯的存在，常常造成系統(tǒng)控制性能下降甚至系統(tǒng)不穩(wěn)定。自上個世紀(jì)六十年代開始，時滯系統(tǒng)的控制逐漸成為控制理論研究的熱點和難點。盡管人們已經(jīng)取得了眾多有關(guān)時滯系統(tǒng)控制問題的結(jié)果，往往都?xì)w結(jié)為一些較為復(fù)雜的問題，使得問題并沒有得到根本的解決。對離散時滯系統(tǒng)，人們傾向于通過增廣系統(tǒng)將時滯問題轉(zhuǎn)化為無時滯問題。然而，當(dāng)系統(tǒng)有多個時滯且時滯較大時，增廣系統(tǒng)

2、將會導(dǎo)致系統(tǒng)維數(shù)增加，計算量增大。連續(xù)系統(tǒng)的時滯問題通常用到無窮維算子的Riccati方程，這種算子方程既難于理解又不便應(yīng)用。
　　觀測時滯可能是由系統(tǒng)的固有時滯特性引起的，而本文中觀測方程中出現(xiàn)時滯則往往是由于用于觀測的傳感器在信號傳輸過程中導(dǎo)致的滯后系統(tǒng)。常見的觀測時滯系統(tǒng)，如帶有滯后的最優(yōu)控制模型、投入產(chǎn)出模型、柔性機(jī)器人模型等。輸入時滯產(chǎn)生的原因可能是在求取所需控制作用時，常需要時間對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾和處理，也可能是執(zhí)行

3、器需要一定的時間獲得所需的控制作用。在許多工程領(lǐng)域，如飛行器控制和網(wǎng)絡(luò)控制，都有輸入時滯現(xiàn)象。
　　本文研究了兩個問題，觀測時滯的H∞輸出反饋控制問題與多輸入時滯的跟蹤控制問題，每個問題都分別考慮了離散與連續(xù)系統(tǒng)。本文的創(chuàng)新點為：
　　第一、本文提出了一種基于Krein空間重組新息分析解決觀測時滯H∞輸出反饋控制問題的新方法?；贙rein空間理論將觀測時滯的H∞輸出反饋控制問題分解為一個線性不定二次調(diào)解(LQR)控制問題與

4、一個時滯的H2估計問題。由于LQR問題的結(jié)果已知，利用重組觀測技術(shù)將時滯的H2估計問題轉(zhuǎn)化為無時滯的H2估計問題，從而可由Kalman濾波求解。
　　第二、利用Krein空間重組新息分析方法，給出了單觀測時滯H∞輸出反饋控制問題與多觀測時滯H∞輸出反饋控制問題有解的充要條件，該條件易于用Matlab進(jìn)行驗證；給出了滿足H∞性能指標(biāo)的控制器的顯式表達(dá)式(即解析解)，該控制器由兩個與系統(tǒng)同維的Riccati方程決定。
　　第三、