含有控制時(shí)滯系統(tǒng)的輸出反饋擾動(dòng)抑制.pdf

1、在自然界中，控制系統(tǒng)往往受到各種外部擾動(dòng)的影響。系統(tǒng)的外部擾動(dòng)主要分為未知的隨機(jī)擾動(dòng)和已知?jiǎng)討B(tài)特性的擾動(dòng)，對(duì)未知擾動(dòng)系統(tǒng)的研究中主要研究魯棒擾動(dòng)衰減控制，如H。控制等。已知?jiǎng)討B(tài)特性擾動(dòng)的系統(tǒng)有很廣泛的實(shí)際背景，如海洋平臺(tái)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，直升飛機(jī)機(jī)翼轉(zhuǎn)軸減振控制系統(tǒng)的正弦擾動(dòng)力，以及磁帶驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)由于振動(dòng)產(chǎn)生的擾動(dòng)等都是已知?jiǎng)討B(tài)特性的擾動(dòng)。因此，研究更一般意義的外部擾動(dòng)作用下的系統(tǒng)的擾動(dòng)控制問(wèn)題有重要的理論及應(yīng)用價(jià)值。然而，利用前饋控制控

2、制要求擾動(dòng)是可測(cè)量的，并且狀態(tài)反饋和前饋控制都會(huì)帶來(lái)控制設(shè)備成本的增加和系統(tǒng)的復(fù)雜性。因而，輸出反饋擾動(dòng)抑制控制律的研究是一個(gè)重要的研究課題。 本文研究具有二次型性能指標(biāo)的控制帶時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)輸出反饋擾動(dòng)抑制問(wèn)題。文中首先概述了時(shí)滯系統(tǒng)的特點(diǎn)及相關(guān)領(lǐng)域的主要研究成果：然后對(duì)最優(yōu)控制理論的發(fā)展?fàn)顩r及其重要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了闡述：在此基礎(chǔ)上將降維觀測(cè)器引入到時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)輸出反饋擾動(dòng)抑制問(wèn)題研究中，對(duì)其最優(yōu)輸出反饋控制律的求解和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行

3、了詳細(xì)的討論。 文章首先研究了線性系統(tǒng)的最優(yōu)擾動(dòng)抑制問(wèn)題。通過(guò)求解Riccati方程和Sylvester方程推導(dǎo)出前饋反饋?zhàn)顑?yōu)擾動(dòng)抑制控制律。然后通過(guò)構(gòu)造同時(shí)能預(yù)估狀態(tài)和擾動(dòng)的降維觀測(cè)器，解決了前饋控制的物理不可實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。結(jié)合降維觀測(cè)器和前饋反饋?zhàn)顑?yōu)控制律提出了一種動(dòng)態(tài)輸出反饋擾動(dòng)抑制控制器的設(shè)計(jì)算法。最后通過(guò)仿真實(shí)例表明該控制算法的有效性。 在此基礎(chǔ)上，該方法研究在具有已知?jiǎng)討B(tài)特征及未知初始條件的外部擾動(dòng)作用下，設(shè)計(jì)一

4、個(gè)能同時(shí)預(yù)估狀態(tài)和擾動(dòng)的降維觀測(cè)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)受擾線性時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)擾動(dòng)抑制。經(jīng)過(guò)研究分析，該構(gòu)想是可以實(shí)現(xiàn)的。總體思路是首先利用Artstein變換將控制變量含時(shí)滯的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為不含時(shí)滯的系統(tǒng)，然后利用內(nèi)模原理構(gòu)造擾動(dòng)補(bǔ)償器，將帶擾動(dòng)的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為無(wú)擾動(dòng)的增廣系統(tǒng)，其次利用求解Riccati方程和sylvester方程推導(dǎo)出前饋反饋?zhàn)顑?yōu)控制律。為了解決前饋控制和狀態(tài)反饋的物理不可實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，針對(duì)受擾線性時(shí)滯系統(tǒng)構(gòu)造同時(shí)能預(yù)估狀態(tài)和擾動(dòng)的降維觀