本文關(guān)鍵詞：多變量時滯系統(tǒng)的動態(tài)解耦內(nèi)�？刂品椒ㄑ芯�

  更多相關(guān)文章： 方形系統(tǒng) 非方系統(tǒng) 動態(tài)解耦內(nèi)�？刂� 非最小相位零點 Butterworth濾波

【摘要】：在實際化工工業(yè)過程中,廣泛存在具有多時滯、強耦合、非最小相位的多變量系統(tǒng)。在多變量控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計中,根據(jù)輸入與輸出數(shù)量的關(guān)系,具有方形系統(tǒng)與非方系統(tǒng)兩種。在常見的多變量系統(tǒng)解耦方法中,由于靜態(tài)解耦方法設(shè)計簡單,響應(yīng)快,該方法被廣泛使用,但靜態(tài)解耦未考慮系統(tǒng)的動態(tài)性能,解耦效果不佳,抗擾動恢復(fù)能力差。相比于靜態(tài)解耦,動態(tài)解耦能夠在所有頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)完全解耦,可獲得更好的解耦效果和動態(tài)響應(yīng),但是現(xiàn)有針對含非最小相位零點的多變量時滯系統(tǒng)的動態(tài)解耦方法研究較為缺失,尤其是對非方系統(tǒng)的研究。因此針對含有非最小相位零點的多變量多時滯方形系統(tǒng)和非方系統(tǒng)的動態(tài)解耦控制方法研究,具有十分重要的意義和價值。本文基于內(nèi)�？刂圃�,采用了改進型Butterworth濾波器對內(nèi)�？刂破髦械膫鹘y(tǒng)濾波器進行了改進設(shè)計,研究了Butterworth濾波器的基本原理,分析了含有非最小相位零點的過程對象,給出了基于改進型Butterworth濾波器的內(nèi)模控制器的詳細設(shè)計步驟。仿真結(jié)果表明采用該方法可以使系統(tǒng)獲得較好的動態(tài)響應(yīng),使得參數(shù)的調(diào)整能更有效地改善系統(tǒng)的快速性和魯棒性。本文針對含有非最小相位零點的多變量多時滯方形系統(tǒng)和非方系統(tǒng),提出了相應(yīng)的多變量頻域動態(tài)解耦控制方案。針對方形系統(tǒng),本文提出了基于改進型Butterworth濾波器的多變量系統(tǒng)的動態(tài)解耦內(nèi)�？刂品椒�。該方法基于被控對象模型的伴隨矩陣,根據(jù)求逆基本原理,首先設(shè)計解耦補償器,接著針對解耦后的廣義被控對象進行內(nèi)�？刂破鞯脑O(shè)計,其低通濾波器采用Butterworth濾波器(最大平坦濾波),進而得到一體的解耦內(nèi)�？刂破�。仿真結(jié)果表明：本文所提出的方法動態(tài)解耦效果好,具有很好的動態(tài)響應(yīng)特性,并且在模型失配或受到擾動時仍表現(xiàn)出較強的解耦性、魯棒性和抗擾動恢復(fù)能力。針對非方系統(tǒng)的解耦控制,本文對方形系統(tǒng)的動態(tài)解耦控制方法進行了推廣,提出了一種基于對象模型相關(guān)伴隨矩陣一體化設(shè)計非方系統(tǒng)解耦內(nèi)�？刂破鞯膭討B(tài)完全解耦方法。首先,根據(jù)廣義逆矩陣原理,巧妙設(shè)計非方系統(tǒng)的解耦補償器,消除輸入輸出間的耦合。然后,一體化設(shè)計非方系統(tǒng)解耦內(nèi)模控制器,處理了內(nèi)�？刂破髟O(shè)計中出現(xiàn)的不穩(wěn)定極點、廣義對象的非最小相位等不可實現(xiàn)因素。最后,設(shè)計反饋濾波器,增強系統(tǒng)的魯棒性,并進行了魯棒穩(wěn)定性分析和靈敏度分析。仿真結(jié)果表明本方法具有顯著的動態(tài)解耦效果,簡化了被控對象的動態(tài)解耦設(shè)計控制器過程求逆的難度,提高了系統(tǒng)的控制精度及魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：方形系統(tǒng) 非方系統(tǒng) 動態(tài)解耦內(nèi)�？刂� 非最小相位零點 Butterworth濾波
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ056;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 課題的背景及意義16-17
• 1.2 多變量相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀17-22
• 1.2.1 多變量時滯系統(tǒng)頻域控制理論17-19
• 1.2.2 多變量時滯系統(tǒng)常用控制結(jié)構(gòu)19-21
• 1.2.3 多變量時滯系統(tǒng)常用解耦方法21
• 1.2.4 多變量時滯非最小相位系統(tǒng)概述21-22
• 1.3 待解決問題22-23
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點23-26
• 第二章 內(nèi)�？刂圃�26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 內(nèi)�？刂频囊话憬Y(jié)構(gòu)26-28
• 2.3 內(nèi)�？刂频幕拘再|(zhì)28-29
• 2.4 內(nèi)�？刂破鞯脑O(shè)計29-31
• 2.4.1 內(nèi)�？刂破鞯娜N設(shè)計方法29-30
• 2.4.2 內(nèi)�？刂破鞯脑O(shè)計步驟30-31
• 2.5 內(nèi)�？刂破鞯聂敯粜苑治�31-34
• 2.6 小結(jié)34-36
• 第三章 基于Butterworth濾波器的內(nèi)模控制器36-44
• 3.1 引言36
• 3.2 傳統(tǒng)內(nèi)�？刂茷V波器36-37
• 3.3 改進型Butterworth濾波器理論分析37-41
• 3.4 內(nèi)�？刂破鞯母倪M設(shè)計41-42
• 3.5 仿真研究42-43
• 3.6 小結(jié)43-44
• 第四章 多變量時滯系統(tǒng)的內(nèi)模動態(tài)解耦分析44-52
• 4.1 引言44
• 4.2 多變量系統(tǒng)的相關(guān)概念44-48
• 4.2.1 多變量系統(tǒng)的特點44-45
• 4.2.2 多變量系統(tǒng)的數(shù)學模型45-46
• 4.2.3 多變量系統(tǒng)的極點和零點46-48
• 4.3 多變量系統(tǒng)解耦控制結(jié)構(gòu)48-50
• 4.3.1 內(nèi)�？刂平Y(jié)構(gòu)分析48-49
• 4.3.2 動態(tài)解耦分析49
• 4.3.3 基于次最優(yōu)的模型近似分析49-50
• 4.4 小結(jié)50-52
• 第五章 基于Butterworth濾波器的方形系統(tǒng)動態(tài)解耦控制方法52-68
• 5.1 引言52
• 5.2 方形系統(tǒng)動態(tài)解耦內(nèi)�？刂破髟O(shè)計52-56
• 5.2.1 方形系統(tǒng)解耦補償器的設(shè)計53-54
• 5.2.2 基于次最優(yōu)算法的模型近似54-55
• 5.2.3 基于Butterworth濾波器的一體化解耦補償內(nèi)�？刂破髟O(shè)計55-56
• 5.2.4 方形系統(tǒng)反饋濾波器的設(shè)計56
• 5.3 仿真研究56-67
• 5.3.1 Wood-Berry模型56-62
• 5.3.2 Jerome-Ray模型62-67
• 5.4 小結(jié)67-68
• 第六章 非方非最小相位系統(tǒng)的動態(tài)解耦控制方法68-84
• 6.1 引言68
• 6.2 理論分析68-70
• 6.2.1 廣義逆矩陣理論68-69
• 6.2.2 矩陣范數(shù)理論69-70
• 6.3 非方時滯系統(tǒng)的動態(tài)解耦內(nèi)�？刂破髟O(shè)計70-72
• 6.3.1 非方系統(tǒng)解耦補償器的設(shè)計70-71
• 6.3.2 非方系統(tǒng)一體化解耦補償內(nèi)�？刂破髟O(shè)計71-72
• 6.3.3 非方系統(tǒng)反饋濾波器的設(shè)計72
• 6.4 魯棒性分析72-76
• 6.4.1 魯棒穩(wěn)定性分析72-74
• 6.4.2 靈敏度分析74-76
• 6.5 仿真研究76-82
• 6.6 小結(jié)82-84
• 第七章 結(jié)論與展望84-86
• 7.1 結(jié)論84-85
• 7.2 展望85-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-92
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文92-94
• 作者和導師簡介94-95
• 北京化工大學碩士研究生學位論文答辯委員會決議書95-96

【參考文獻】

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本文編號：667415