時滯系統(tǒng)的控制方法及應用研究.pdf

1、嚴格地說，控制系統(tǒng)中時滯是普遍存在的。由于時滯往往會引起控制系統(tǒng)性能的下降，所以時滯系統(tǒng)一直是人們研究的熱點。又由于時滯系統(tǒng)在理論上是無窮維系統(tǒng)，所以時滯系統(tǒng)的分析和控制問題是非常困難的解決的研究課題。本文主要研究時滯系統(tǒng)的控制方法以及控制方法的應用問題。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點概況如下:
　　1.討論如何充分利用已知的輸入特征信息，尋求帶有擾動的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)有效的控制方法。文中利用擾動的先驗知識，提出一種準內(nèi)模原理以及利用準內(nèi)

2、模原理設計控制律的方法。該方法將控制器的設計分為準內(nèi)模補償器設計和鎮(zhèn)定控制器設計兩部分。準內(nèi)模補償器保證閉環(huán)系統(tǒng)的控制精度。鎮(zhèn)定控制器確保了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和其它性能指標。通過將這種方法應用于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和車輛主動懸掛系統(tǒng)驗證了準內(nèi)?？刂品椒ǖ挠行浴?br>　　2.研究隨機擾動下的具有輸入時滯系統(tǒng)的控制問題，提出了一種時滯系統(tǒng)的無時滯轉(zhuǎn)換法。以車輛的主動懸掛系統(tǒng)為例，研究了具有輸入時滯的車輛主動懸掛系統(tǒng)在隨機路面擾動下的減振控

3、制器設計問題。首先建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型，并且根據(jù)車輛主動懸掛系統(tǒng)的特點，從實用性的角度出發(fā)簡化了懸掛系統(tǒng)的數(shù)學模型。然后利用無時滯轉(zhuǎn)換法，將具有輸入時滯的主動懸掛系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為形式上不含時滯的系統(tǒng)。利用轉(zhuǎn)換后的無時滯系統(tǒng)，實現(xiàn)了具有輸入時滯的主動懸掛系統(tǒng)減振控制器的設計。最后從控制器的成本和易實現(xiàn)性考慮，通過構(gòu)造狀態(tài)觀測器，設計了一種具有記憶和積分特性的車輛主動懸掛系統(tǒng)的減振控制策略。
　　3.提出了一種外部擾動下時滯系統(tǒng)最優(yōu)跟蹤控制

4、的逐次逼近設計方法，避免了求解由時滯系統(tǒng)最優(yōu)控制器設計導致的含有時滯和超前項的兩點邊值問題的困難。首先構(gòu)造了狀態(tài)方程序列和伴隨向量微分方程序列，并證明了狀態(tài)方程序列和伴隨向量微分方程序列的收斂性，保證了最優(yōu)控制律的存在唯一性。然后由狀態(tài)方程序列和伴隨向量微分方程序列的有限次迭代，得到了最優(yōu)跟蹤控制律的近似解。最后通過設計擾動狀態(tài)觀測器和參考輸入狀態(tài)觀測器解決了最優(yōu)跟蹤控制律的物理不可實現(xiàn)問題。以一個工業(yè)電加熱器的實例驗證了所提出方法的有