基于超穩(wěn)定理論的分?jǐn)?shù)階模型參考自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、模型參考自適應(yīng)控制器(Model Reference Adaptive Controller，MRAC)在工程實(shí)際中應(yīng)用廣泛，為獲得更加優(yōu)異的性能而對(duì)其控制策略進(jìn)行分?jǐn)?shù)階延伸，具有一定的理論和實(shí)際意義。針對(duì)目前分?jǐn)?shù)階MRAC設(shè)計(jì)方法中存在的穩(wěn)定性問(wèn)題，以及控制策略選取復(fù)雜和適用范圍局限的現(xiàn)狀，本文基于Popov超穩(wěn)定性理論給出了分?jǐn)?shù)階MRAC的設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)非線性前饋/狀態(tài)反饋(Nonlinear Feedforward/State

2、Feedback，F(xiàn)F/FB)變換將其適用對(duì)象推廣到一類非線性系統(tǒng)。同時(shí)，將所得成果應(yīng)用到質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的熱管理系統(tǒng)中。本文的主要內(nèi)容有:
　　1.基于Popov超穩(wěn)定性理論以及分?jǐn)?shù)階微積分的定義和性質(zhì)，證明了在改變分?jǐn)?shù)階MRAC控制律積分階次時(shí)，控制系統(tǒng)仍能滿足超穩(wěn)定性定理，且類比于整數(shù)階控制器常用的基于狀態(tài)變量和輸入-輸出兩類設(shè)計(jì)方法，給出

3、了分?jǐn)?shù)階MRAC的具體設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　2.基于微分幾何理論，利用相對(duì)階概念對(duì)干擾進(jìn)行分類，提出了具有可測(cè)干擾的MIMO非線性系統(tǒng)的線性化方法—非線性前饋/狀態(tài)反饋(Nonlinear Feed forward/StateFeedback，F(xiàn)F/FB)變換，將控制器的適用對(duì)象成功拓展到一類非線性系統(tǒng)。
　　3.以5kW水冷型PEMFC發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立了PEMFC熱管理系統(tǒng)的溫度模型，通過(guò)FF/FB變換，有效實(shí)現(xiàn)了溫度模