【摘要】：廣義系統(tǒng)理論與預見控制理論已經有了豐富的理論基礎,也取得了豐碩的研究成果。于是,將預見控制理論應用于廣義系統(tǒng)的課題就引起了學者們的關注,到目前為止,人們主要集中于廣義離散時間系統(tǒng)的研究,而廣義連續(xù)時間系統(tǒng)的預見控制研究甚少。本文分別將廣義連續(xù)時間系統(tǒng)和非線性廣義離散時間系統(tǒng)與預見控制相結合來設計系統(tǒng)的控制器,主要的研究工作如下(1)研究了無脈沖廣義連續(xù)時間系統(tǒng)的預見控制問題。通過受限等價變換可以把研究對象分解為一個正常控制系統(tǒng)(稱為慢子系統(tǒng))和一個代數方程組。對慢子系統(tǒng)利用預見控制理論中的方法,通過對誤差向量求導和對慢子系統(tǒng)的狀態(tài)方程兩端求導,即可構造出一個以誤差向量為狀態(tài)向量一部分的增廣系統(tǒng),并把問題轉化為增廣系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。利用預見控制理論的相關結果,可以得到這個增廣系統(tǒng)的最優(yōu)預見控制輸入,這個控制輸入是原系統(tǒng)輸入的導數,再對它求積分,就得到原廣義系統(tǒng)的帶有預見作用的控制器。(2)研究了帶有脈沖信號的廣義連續(xù)時間系統(tǒng)的最優(yōu)控制器。在廣義系統(tǒng)脈沖能控的條件下,首先給出了包含可預見目標值信號的廣義擴大誤差系統(tǒng)。其次通過引入預反饋消除系統(tǒng)脈沖,利用受限等價變換轉為正常誤差系統(tǒng),這樣,原始的跟蹤問題就被轉化為正常擴大誤差系統(tǒng)的最優(yōu)預見控制問題,應用已有的結論,并通過控制輸入之間的關系,得到廣義系統(tǒng)帶有預見作用的控制器。(3)研究了時變廣義連續(xù)時間系統(tǒng)的預見控制器設計。首先引入預反饋,通過受限等價變換把廣義系統(tǒng)轉化為一個代數方程和一個關于部分狀態(tài)變量的正常系統(tǒng)。然后利用預見控制理論中的方法,對該正常系統(tǒng)的狀態(tài)方程兩邊和跟蹤誤差進行求導處理,構造了包含誤差向量、狀態(tài)向量、狀態(tài)向量導數及輸入向量的擴大誤差系統(tǒng),這時問題就轉化為擴大誤差系統(tǒng)的最優(yōu)調節(jié)問題。針對擴大誤差系統(tǒng)引入二次性能指標函數,利用最優(yōu)控制理論的相關方法設計出最優(yōu)控制器,進而推導出原時變連續(xù)廣義系統(tǒng)帶有預見前饋補償的控制器。(4)對非線性廣義離散時間系統(tǒng)給出了最優(yōu)預見控制器設計方法。首先運用非線性控制系統(tǒng)直接控制方法的思想,把非線性反饋部分作為形式輸入,使得系統(tǒng)成為“形式上”的線性系統(tǒng)。其次,針對這個線性廣義離散時間系統(tǒng),通過受限等價變換轉化為我們常見的正常系統(tǒng),然后利用最優(yōu)預見控制的基本方法設計最優(yōu)預見控制器。最后,利用形式輸入與實際輸入的關系最終得到非線性廣義離散時間系統(tǒng)的最優(yōu)預見控制器。對于上述研究的系統(tǒng)也相應地用Matlab進行了數值仿真,證明了所給的結論和方法的正確性和有效性。
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP13

【共引文獻】

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本文編號：2550655