本文關(guān)鍵詞：時(shí)滯系統(tǒng)的控制方法及應(yīng)用研究

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【摘要】：嚴(yán)格地說,控制系統(tǒng)中時(shí)滯是普遍存在的。由于時(shí)滯往往會(huì)引起控制系統(tǒng)性能的下降,所以時(shí)滯系統(tǒng)一直是人們研究的熱點(diǎn)。又由于時(shí)滯系統(tǒng)在理論上是無窮維系統(tǒng),所以時(shí)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(shí)滯系統(tǒng)的控制方法以及控制方法的應(yīng)用問題。本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)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(dòng)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有效的控制方法。文中利用擾動(dòng)的先驗(yàn)知識(shí),提出一種準(zhǔn)內(nèi)模原理以及利用準(zhǔn)內(nèi)模原理設(shè)計(jì)控制律的方法。該方法將控制器的設(shè)計(jì)分為準(zhǔn)內(nèi)模補(bǔ)償器設(shè)計(jì)和鎮(zhèn)定控制器設(shè)計(jì)兩部分。準(zhǔn)內(nèi)模補(bǔ)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(biāo)。通過將這種方法應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和車輛主動(dòng)懸掛系統(tǒng)驗(yàn)證了準(zhǔn)內(nèi)�？刂品椒ǖ挠行浴�2.研究隨機(jī)擾動(dòng)下的具有輸入時(shí)滯系統(tǒng)的控制問題,提出了一種時(shí)滯系統(tǒng)的無時(shí)滯轉(zhuǎn)換法。以車輛的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)為例,研究了具有輸入時(shí)滯的車輛主動(dòng)懸掛系統(tǒng)在隨機(jī)路面擾動(dòng)下的減振控制器設(shè)計(jì)問題。首先建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并且根據(jù)車輛主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的特點(diǎn),從實(shí)用性的角度出發(fā)簡(jiǎn)化了懸掛系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。然后利用無時(shí)滯轉(zhuǎn)換法,將具有輸入時(shí)滯的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為形式上不含時(shí)滯的系統(tǒng)。利用轉(zhuǎn)換后的無時(shí)滯系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了具有輸入時(shí)滯的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)減振控制器的設(shè)計(jì)。最后從控制器的成本和易實(shí)現(xiàn)性考慮,通過構(gòu)造狀態(tài)觀測(cè)器,設(shè)計(jì)了一種具有記憶和積分特性的車輛主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的減振控制策略。3.提出了一種外部擾動(dòng)下時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)跟蹤控制的逐次逼近設(shè)計(jì)方法,避免了求解由時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)導(dǎo)致的含有時(shí)滯和超前項(xiàng)的兩點(diǎn)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(shè)計(jì)擾動(dòng)狀態(tài)觀測(cè)器和參考輸入狀態(tài)觀測(cè)器解決了最優(yōu)跟蹤控制律的物理不可實(shí)現(xiàn)問題。以一個(gè)工業(yè)電加熱器的實(shí)例驗(yàn)證了所提出方法的有效性。4.提出了利用時(shí)滯正反饋比例律鎮(zhèn)定開環(huán)具有振動(dòng)的不穩(wěn)定的二階線性系統(tǒng)的方法。首先利用Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)證明了利用時(shí)滯的正反饋比例控制律可以鎮(zhèn)定開環(huán)具有振動(dòng)的不穩(wěn)定的二階線性系統(tǒng)的充分必要條件。然后根據(jù)穩(wěn)定性條件,用圖形化的方式給出了時(shí)滯二階線性系統(tǒng)的時(shí)滯無關(guān)穩(wěn)定域、時(shí)滯相關(guān)穩(wěn)定域和不穩(wěn)定域。最后給出了可以保證閉環(huán)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕度的時(shí)滯的正反饋比例控制器的設(shè)計(jì)算法。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)滯系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 主動(dòng)懸掛系統(tǒng) 內(nèi)模原理 最優(yōu)控制 減振控制 鎮(zhèn)定 觀測(cè)器 穩(wěn)定性 無時(shí)滯轉(zhuǎn)換法 逐次逼近法
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(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5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 內(nèi)模原理13-15
• 1.2.2 主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的減振控制問題15-16
• 1.2.3 時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)控制問題16-17
• 1.2.4 利用時(shí)滯正反饋比例控制器的鎮(zhèn)定問題17-18
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容18-20
• 2 準(zhǔn)內(nèi)模原理及應(yīng)用20-50
• 2.1 準(zhǔn)內(nèi)模原理20-29
• 2.2 基于準(zhǔn)內(nèi)模原理的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)29-38
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)29-33
• 2.2.2 仿真實(shí)例33-38
• 2.3 基于準(zhǔn)內(nèi)模原理的車輛懸掛系統(tǒng)振動(dòng)控制38-48
• 2.3.1 系統(tǒng)建模39-41
• 2.3.2 路面擾動(dòng)分析41-44
• 2.3.3 準(zhǔn)內(nèi)模控制律設(shè)計(jì)44-46
• 2.3.4 仿真實(shí)例46-48
• 2.4 本章小結(jié)48-50
• 3 時(shí)滯系統(tǒng)的無時(shí)滯轉(zhuǎn)換法及應(yīng)用50-67
• 3.1 具有輸入時(shí)滯的系統(tǒng)無時(shí)滯轉(zhuǎn)換法50-52
• 3.2 具有輸入時(shí)滯的系統(tǒng)減振控制52-66
• 3.2.1 系統(tǒng)建模53-56
• 3.2.2 狀態(tài)反饋控制律的設(shè)計(jì)56-57
• 3.2.3 減振控制律的物理實(shí)現(xiàn)問題57-60
• 3.2.4 仿真實(shí)例60-66
• 3.3 本章小結(jié)66-67
• 4 時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)跟蹤控制的近似設(shè)計(jì)方法67-86
• 4.1 問題提出67-69
• 4.2 最優(yōu)跟蹤控制律逐次逼近設(shè)計(jì)69-76
• 4.3 最優(yōu)控制律的物理可實(shí)現(xiàn)問題76-79
• 4.4 仿真實(shí)例79-85
• 4.5 本章小結(jié)85-86
• 5 利用時(shí)滯的正作用設(shè)計(jì)控制器的方法86-101
• 5.1 問題提出86-87
• 5.2 時(shí)滯正反饋比例控制律的穩(wěn)定條件87-90
• 5.3 時(shí)滯正反饋比例控制律的設(shè)計(jì)90-92
• 5.3.1 k的穩(wěn)定域90-92
• 5.3.2 τ的穩(wěn)定域92
• 5.4 控制器設(shè)計(jì)92-93
• 5.5 仿真實(shí)例93-100
• 5.6 本章小結(jié)100-101
• 6 總結(jié)與展望101-103
• 參考文獻(xiàn)103-114
• 致謝114-115
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷115-116
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果116

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馮俊娥,程兆林;一類奇異時(shí)滯系統(tǒng)的奇異二次指標(biāo)最優(yōu)控制問題[J];控制與決策;2002年06期

2 肖揚(yáng);狀態(tài)空間時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的二維方法[J];北方交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年05期

3 張翼飛,曾亮,鄧方林;時(shí)滯系統(tǒng)控制發(fā)展歷程綜述[J];控制工程;2004年S1期

4 陳宇杰;;基于準(zhǔn)多項(xiàng)式的二階時(shí)滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

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6 陳t，

本文編號(hào)：631505