本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜系統(tǒng)新型內(nèi)�？刂品椒ǖ难芯�

  更多相關(guān)文章： 內(nèi)�？刂� 頻域辨識(shí) 矩形系統(tǒng) 奇異對(duì)象 結(jié)構(gòu)秩虧 解耦內(nèi)�？刂破� Moore-Penrose廣義逆 廣義系統(tǒng)

【摘要】：內(nèi)�？刂谱鳛橄冗M(jìn)控制中的一種新型控制策略,因其具有設(shè)計(jì)原理直觀簡便,且易于調(diào)整、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn),在復(fù)雜工業(yè)過程多變量控制中被大量應(yīng)用。但當(dāng)前對(duì)于多變量系統(tǒng)的內(nèi)�？刂蒲芯慷嗍轻槍�(duì)滿秩的方系統(tǒng)或矩形系統(tǒng),當(dāng)被控對(duì)象為秩虧系統(tǒng)或廣義系統(tǒng)時(shí),如何采用內(nèi)�？刂品椒ㄑ芯窟@些非常規(guī)系統(tǒng)的控制問題,是本文的主要研究,包括：1.將頻域辨識(shí)和內(nèi)�？刂平Y(jié)合起來,提出了一種基于頻域分析辨識(shí)的內(nèi)模控制方案。首先利用頻域辨識(shí)方法獲得被控系統(tǒng)較為精確的數(shù)學(xué)模型,然后把辨識(shí)得到的數(shù)學(xué)模型看做系統(tǒng)的內(nèi)模模型,進(jìn)而設(shè)計(jì)內(nèi)�？刂破�,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的期望性能。同時(shí),通過分析衰減因子與控制對(duì)象各參數(shù)之間的關(guān)系,給出了衰減因子的取值范圍,并采用NPSO優(yōu)化算法選搜索最優(yōu)衰減因子,提高了辨識(shí)的精度。2.研究了一類大時(shí)滯矩形系統(tǒng)的內(nèi)�？刂茊栴},提出了一種基于約束等價(jià)傳遞函數(shù)的直接解耦內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)方法。此方法根據(jù)等價(jià)傳遞函數(shù)和系統(tǒng)模型逆的關(guān)系,設(shè)計(jì)被控系統(tǒng)的內(nèi)模控制器,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完全解耦以及設(shè)定值跟蹤特性。通過合理的設(shè)計(jì)反饋回路的濾波器參數(shù),使系統(tǒng)的魯棒性得到了提高。3.針對(duì)奇異對(duì)象無法直接求取模型逆的問題,提出了一種基于類前饋解耦的奇異對(duì)象的內(nèi)�？刂菩路椒�。為了克服這個(gè)問題,本方法首先采用類前饋解耦對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行解耦,然后對(duì)解耦后的廣義系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)�？刂破�。并分析了系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性,給出了系統(tǒng)能夠保證魯棒穩(wěn)定的條件。為了提高系統(tǒng)的魯棒性能,以IAE為性能指標(biāo),采用NLJ算法對(duì)控制器的濾波參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。4.提出了矩形秩虧系統(tǒng)的兩種內(nèi)�？刂品椒�。一種是基于滿秩分解的內(nèi)�？刂品椒�,一種是基于阻尼偽逆的內(nèi)�？刂品椒āＧ罢呃脻M秩分解的性質(zhì)設(shè)計(jì)前饋補(bǔ)償器和內(nèi)環(huán)反饋補(bǔ)償器,然后采用非方相對(duì)增益矩陣子系統(tǒng)選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇被控子系統(tǒng),在保證輔助輸出穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)被控子系統(tǒng)的滿意控,易于實(shí)現(xiàn)。后者通過引入阻尼因子,計(jì)算系統(tǒng)矩陣的阻尼偽逆,然后設(shè)計(jì)基于阻尼偽逆的內(nèi)�？刂破�,設(shè)計(jì)原理直觀簡單。5.打破了內(nèi)�？刂浦荒軕�(yīng)用到常規(guī)系統(tǒng)的局限性,提出了多變量廣義系統(tǒng)的內(nèi)�？刂品椒�。通過將廣義系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成快慢子系統(tǒng),給出了兩種基于時(shí)間尺度變換的內(nèi)�？刂平Y(jié)構(gòu)。一種是快慢子系統(tǒng)并聯(lián)的內(nèi)�？刂平Y(jié)構(gòu),一種是主從內(nèi)�？刂品椒�。兩種設(shè)計(jì)方法都是通過設(shè)計(jì)合理的前饋補(bǔ)償器消除快子系統(tǒng)的脈沖,將其處理為慢子系統(tǒng)的外部干擾或模型不確定性,進(jìn)而設(shè)計(jì)慢子系統(tǒng)的內(nèi)�？刂破�,得到期望的性能指標(biāo)。相較于前一種結(jié)構(gòu),主從內(nèi)模控制在前饋通道上增加了一個(gè)具有PI結(jié)構(gòu)的魯棒控制器,具有更強(qiáng)的魯棒性和抗干擾能力。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)�？刂� 頻域辨識(shí) 矩形系統(tǒng) 奇異對(duì)象 結(jié)構(gòu)秩虧 解耦內(nèi)�？刂破� Moore-Penrose廣義逆 廣義系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP13
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-18
• 第一章 緒論18-28
• 1.1 論文選題的背景及意義18-19
• 1.2 多變量系統(tǒng)的特點(diǎn)19-20
• 1.3 多變量系統(tǒng)的控制方法20-21
• 1.3.1 分散控制20
• 1.3.2 集中控制20-21
• 1.4 內(nèi)�？刂圃诙嘧兞肯到y(tǒng)中的應(yīng)用21-23
• 1.4.1 方系統(tǒng)內(nèi)�？刂频难芯楷F(xiàn)狀21-22
• 1.4.2. 非方系統(tǒng)內(nèi)�？刂频难芯楷F(xiàn)狀22-23
• 1.5 內(nèi)�？刂婆c經(jīng)典反饋控制方法的比較23-25
• 1.5.1 內(nèi)�？刂婆c標(biāo)準(zhǔn)反饋控制的比較23-24
• 1.5.2 內(nèi)�？刂婆cPID參數(shù)整定的關(guān)系24-25
• 1.6 本論文的主要工作25-28
• 第二章 基于頻域辨識(shí)的內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)28-50
• 2.1 引言28-29
• 2.2 問題的提出29-30
• 2.3 單變量系統(tǒng)的頻域辨識(shí)方法30-33
• 2.3.1 開環(huán)系統(tǒng)的頻域分析30-32
• 2.3.2 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域分析32-33
• 2.4 輸入信號(hào)的討論33-36
• 2.5 衰減因子a36-41
• 2.5.1 衰減因子a對(duì)開環(huán)辨識(shí)的影響36-38
• 2.5.2 衰減因子對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)的影響38-40
• 2.5.3 衰減因子對(duì)系統(tǒng)辨識(shí)影響的分析40
• 2.5.4 衰減因子的選擇40-41
• 2.6 基于頻域辨識(shí)的內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)41-49
• 2.6.1 一階純滯后(FOPDT)系統(tǒng)開環(huán)辨識(shí)及內(nèi)�？刂品抡�42-46
• 2.6.2 二階純滯后(SOPDT)系統(tǒng)的閉環(huán)辨識(shí)及內(nèi)�？刂破鞣抡�46-49
• 2.7 本章小結(jié)49-50
• 第三章 基于約束等價(jià)傳遞函數(shù)的一類大滯后矩形系統(tǒng)的內(nèi)模控制方法研究50-74
• 3.1 引言50-51
• 3.2 控制問題描述51
• 3.3 矩形系統(tǒng)的等價(jià)傳遞函數(shù)51-60
• 3.3.1 等價(jià)傳遞函數(shù)的描述52-53
• 3.3.2 等價(jià)傳遞函數(shù)與系統(tǒng)傳遞函數(shù)間的關(guān)系53-55
• 3.3.3 等價(jià)傳遞函數(shù)的計(jì)算55-60
• 3.4 基于約束等價(jià)傳遞函數(shù)的大滯后矩形系統(tǒng)的內(nèi)�？刂�60-64
• 3.4.1 基于約束等價(jià)傳遞函數(shù)的內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)60-63
• 3.4.2 反饋濾波器的設(shè)計(jì)63-64
• 3.4.3 魯棒穩(wěn)定性分析64
• 3.5 仿真實(shí)驗(yàn)64-73
• 3.6 小結(jié)73-74
• 第四章 基于類前饋解耦的時(shí)滯奇異對(duì)象的內(nèi)�？刂品椒ㄑ芯�74-100
• 4.1 引言74-75
• 4.2 控制問題描述75
• 4.3 多變量系統(tǒng)的解耦分析75-76
• 4.4 多變量系統(tǒng)的解耦方法分析76-78
• 4.5 基于類前饋解耦的時(shí)滯奇異對(duì)象的內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)78-87
• 4.5.1 類前饋解耦器的設(shè)計(jì)78-81
• 4.5.2 內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)81-85
• 4.5.3 解耦系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析85
• 4.5.4 控制器參數(shù)化整定85-87
• 4.6 仿真分析87-98
• 4.6.1 非奇異對(duì)象87-93
• 4.6.2 奇異對(duì)象93-98
• 4.7 本章小結(jié)98-100
• 第五章 基于滿秩分解的矩形秩虧系統(tǒng)的魯棒內(nèi)�？刂�100-120
• 5.1 引言100
• 5.2 控制問題的提出100-101
• 5.3 相關(guān)定義及引理101-103
• 5.3.1. Moore-Penrose廣義逆101-102
• 5.3.2. 滿秩分解102
• 5.3.3. 非方相對(duì)增益矩陣(NRG)102-103
• 5.4 基于滿秩分解的結(jié)構(gòu)秩虧系統(tǒng)的內(nèi)�？刂�103-109
• 5.4.1 結(jié)構(gòu)秩虧系統(tǒng)的分解103-104
• 5.4.2 前饋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)104
• 5.4.3 受控子系統(tǒng)的選擇104-107
• 5.4.4 內(nèi)�？刂破鞯膶�(shí)現(xiàn)107-109
• 5.5 仿真研究109-119
• 5.6 小結(jié)119-120
• 第六章 基于阻尼偽逆的矩形秩虧系統(tǒng)的內(nèi)模主動(dòng)容錯(cuò)控制120-136
• 6.1 引言120-121
• 6.2 控制問題描述121-123
• 6.3 基于阻尼偽逆的矩形秩虧系統(tǒng)的內(nèi)模主動(dòng)容錯(cuò)控制123-128
• 6.3.1 時(shí)滯近似123-124
• 6.3.2 基于阻尼偽逆的內(nèi)模主動(dòng)容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)124-127
• 6.3.3 基于奇異值分解的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析127-128
• 6.4 魯棒性分析128-130
• 6.5 仿真分析130-135
• 6.6 本章小結(jié)135-136
• 第七章 基于受限等價(jià)的廣義系統(tǒng)的魯棒內(nèi)�？刂�136-158
• 7.1 引言136
• 7.2 控制問題的提出136-138
• 7.3 廣義系統(tǒng)的受限等價(jià)分解138-139
• 7.4 具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的廣義系統(tǒng)的內(nèi)�？刂�139-141
• 7.4.1 慢子系統(tǒng)的IMC控制器設(shè)計(jì)140
• 7.4.2 消除脈沖的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器140-141
• 7.5 具有主-從控制結(jié)構(gòu)的廣義系統(tǒng)的內(nèi)�？刂�141-146
• 7.5.1 消除脈沖的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器142-143
• 7.5.2 慢子系統(tǒng)的IMC控制器143
• 7.5.3 魯棒控制器143-146
• 7.6 控制器參數(shù)優(yōu)化146
• 7.7 仿真分析146-157
• 7.7.1 無脈沖模型146-151
• 7.7.2 脈沖可控模型151-157
• 7.8 小結(jié)157-158
• 第八章 總結(jié)與展望158-160
• 8.1 全文總結(jié)158-159
• 8.2 今后工作展望159-160
• 參考文獻(xiàn)160-170
• 致謝170-172
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文172-174
• 作者和導(dǎo)師簡介174-176
• 附件176-177

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本文編號(hào)：1041804