输入时滞采样系统的鲁棒输出反馈控制设计与批次运行优化

发布时间：2023-01-30 11:49

　　实际工业生产过程操作中普遍存在输入或者输出时滞现象,如物料传送、能量交换、信号处理等,如果在控制设计中不考虑时滞的影响,闭环系统的性能将受到严重影响,甚至可能会导致系统不稳定。此外,在实际生产过程运行中,常常伴随着各种各样的负载干扰,如何消除或抑制负载干扰是控制系统设计和性能优化需要解决的一个重要问题。尽管已有很多文献给出了时滞系统的控制设计方法,尤其是针对含有状态时滞的系统,但是针对带有输入时滞和时变不确定性的系统,仍有很多问题有待于解决,如鲁棒预测反馈控制设计,抗扰控制设计等。本文针对具有输入时滞的采样系统,研究仅基于输出测最的鲁棒控制设计方法。主要研究内容和创新点包括:提出了一个基于状态观测器的抗扰控制设计方法。首先通过构建一个扩张状态观测器（extended state observer,缩写ESO）来同时估计系统的状态和负载干扰,然后根据估计出的系统状态和负载干扰设计一个基于滤波状态预测器的复合控制器来克服输入时滞和负载干扰的不利影响,从而改善系统的抗扰性能。对于形如正弦信号类型的时变性负载干扰,定量地分析了基于ESO的两种抗扰控制设计方法（即状态预测反馈和基于干扰补偿的预测... 

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 时滞系统控制的研究进展
        1.2.1 频率域时滞系统控制的研究进展
        1.2.2 时间域时滞系统控制的研究进展
    1.3 时滞系统批次运行控制的研究进展
    1.4 本文主要工作
2 输入时滞采样系统的基于扩张状态观测器的预测器反馈控制
    2.1 问题描述和预备知识
        2.1.1 输入到状态和输入到输出稳定性
        2.1.2 扩张状态观测器
    2.2 预测器和控制器设计
        2.2.1 常值或者渐近稳定的扰动
        2.2.2 时变扰动
    2.3 时变扰动的误差界分析
        2.3.1 基于ESO的预测器反馈控制
        2.3.2 基于ESO的干扰补偿预测器反馈控制
    2.4 仿真说明
    2.5 本章小结
3 带有输入时滞和时变不确定性的采样系统的鲁棒输出反馈控制
    3.1 问题描述和预备知识
    3.2 基于观测器的状态扰动预测器设计
    3.3 基于观测器的序列状态扰动预测器设计
    3.4 抗扰控制设计
    3.5 仿真说明
    3.6 本章小结
4 基于无时滞输出预测的鲁棒控制
    4.1 问题描述和预备知识
        4.1.1 对象描述
        4.1.2 基于模型的离散扩张状态观测器
    4.2 基于无时滞输出预测的抗扰控制设计
        4.2.1 基于预测的扩张状态观测器
        4.2.2 基于预测的抗扰控制器
        4.2.3 FSP滤波器
    4.3 鲁棒稳定性分析
    4.4 仿真说明
    4.5 实验结果
    4.6 本章小结
5 带有输入时滞和时变不确定性的批次生产系统的鲁棒迭代学习控制
    5.1 问题描述和等价2D系统
    5.2 2D状态预测器设计
    5.3 基于2D系统的鲁棒ILC设计
    5.4 扩展2D系统状态
    5.5 仿真说明
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]具有多输入时滞的不确定广义系统的时滞相关鲁棒镇定(英文)[J]. 杜昭平,张庆灵,刘丽丽.  自动化学报. 2009(02)



本文编号：3733041