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《浙江大学》 2002年
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线性时滞系统频域控制的若干问题研究

张晴  
【摘要】: 时滞系统的控制是过程控制理论的核心问题之一。在过程控制中,控制对象大都具有时滞效应,而由于纯滞后的存在,使得常规的控制方法无法得到理想的控制效果。因此具有纯滞后的过程被公认为较难控制的过程。 采用系统传递函数分析线性时不变系统的频率域控制方法,具有直观易懂的特点。多年来,从频域控制的角度研究线性时滞系统已取得了许多的成果,这其中尤为突出的是连续域中的Smith预估器和离散域中的Dahlin算法。但它们又都存在众所周知的缺憾,这使后来的研究者们不断对原始算法加以改进,以期取得更好的控制效果。 实际工程中,一般要求采用结构简单、阶次不高、容易实现的控制器。本文从这一实际出发,针对线性时滞系统,在认真分析Smith预估器及其改进算法的基础上,研究了线性时滞系统的若干问题,主要内容如下: 1)从经典频域控制和预测控制等方面详细介绍了线性时滞系统控制的发展过程,着重介绍了频域控制中的Smith预估算法,及其多年来的发展和改进。 2)对具有时滞时变以及负载干扰等复杂特性的线性时滞系统,给出了两套不同的数字PID控制方案,实现抗负载干扰控制: a)采用IMC结构,通过数字双PI控制,在已知的闭环系统时滞时变范围内,对确定性负载干扰的影响实现无静差鲁棒控 11 浙江大学博士学位论文 制。 b)直接将输出信号经比例控制后,反馈至被控对象输入端,以 消除定值负载干扰的影响。其基本原理上相当于对负载干扰 信号加入了前馈控制。 3)对不稳定积分时滞过程提出了一种数字PID控制结构,通过一个 内部反馈回路对积分时滞过程进行预稳定控制,并给出了控制器 的设计算法。 4)研究了线性多变量多时滞系统的频域控制,在系统传递函数伴随 矩阵的基本原理上,引入可调整对角矩阵实现对系统的完全解 耦,并获得期望的解耦对象。和已往的Smith预估算法在多变量 系统中的扩展算法相比,它克服了模型与实际对象需要精确匹配 的要求,而且具有系统结构简单,解耦器及控制器设计方便的优。 点。 最后对全文进行了概括性总结,并指出了理论和应用上有待进一步 研究的方向。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP13

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张鹏翔;多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 余涛;一阶时滞系统PID控制器的频率域设计方法研究[D];浙江大学;2006年
2 姚明华;船舶柴油主机转速鲁棒PID控制及安保装置的研究[D];上海海事大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 吴刚,孙一康;多变量模糊预测控制在板形板厚综合系统中的应用[J];北京科技大学学报;1999年04期
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8 孙平;井元伟;;一类不确定性系统鲁棒H_∞控制器的设计[J];东北大学学报(自然科学版);2006年02期
9 孙峻,徐德民;基于Smith预估器的自适应广义预测控制[J];电机与控制学报;2002年02期
10 王俊玲,曾庆双,王常虹,高会军;时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制[J];电机与控制学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩亚红;由勇;由俊生;;基于广义预测控制的DFS控制方法的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
2 姜偕富;徐文立;;不确定线性时滞系统的记忆与无记忆复合鲁棒H~∞状态反馈控制[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
3 刘瑞英;赵勃霄;张兴福;黄聪明;;纯滞后对象的神经网络控制[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
4 郭丹;李平;隋小梅;;基于神经网络的非线性时延系统神经元自适应预测控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
5 夏元清;韩京清;;线性时滞系统的复合状态反馈镇定[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
6 张友;井元伟;张嗣瀛;;一类中立时滞系统的带记忆输出反馈H_∞控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
7 张伟;李平;;一种基于T-S模型的模糊广义预测控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
8 麻世高;于静波;;线性时滞系统的鲁棒稳定性[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
9 张友;王怀民;翟丁;刘满;;一类中立时滞系统的动态输出反馈H_∞控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
10 孙平;井元伟;;一类不确定系统基于观测器的鲁棒H_∞控制[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董宇;Dahlin控制器的根轨迹分析及其应用研究[D];华南理工大学;2005年
2 王东风;多变量智能控制在电厂制粉系统中的应用研究[D];华北电力大学;2001年
3 李江;神经—模糊预测控制及其在碱回收炉中的应用[D];浙江大学;2001年
4 孙鑫;造纸过程的分层递阶智能控制系统[D];浙江大学;2001年
5 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
6 张天宏;民航发动机远程故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
7 杨启文;计算智能及其工程应用[D];浙江大学;2001年
8 李阳春;自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[D];浙江大学;2001年
9 郑子文;超精密机床伺服控制技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
10 鲁照权;大时滞不确定过程稳定性及自适应时滞补偿H_∞鲁棒控制研究[D];合肥工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘金龙;冷连轧机张力预测智能控制系统的研究[D];燕山大学;2003年
2 姚薇;基于概率约束的动态矩阵控制算法分析[D];南京信息工程大学;2007年
3 吴文得;一种高鲁棒性Smith-PID参数整定法的研究[D];华侨大学;2000年
4 赵海;仿射非线性不确定系统的鲁棒控制[D];燕山大学;2000年
5 杜文霞;冷连轧张力神经网络预测控制系统的研究[D];燕山大学;2000年
6 张樱;火电厂汽温系统模糊控制[D];华北电力大学;2000年
7 杨照华;锅炉给水加氨、加联胺控制系统及pH值控制方法研究[D];甘肃工业大学;2001年
8 张长胜;造纸机定量水份自适应计算机控制系统[D];昆明理工大学;2001年
9 罗小元;不确定连续时滞系统的鲁棒控制[D];燕山大学;2001年
10 刘航;CIMS工程制造自动化分系统设计[D];西北工业大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龚剑平,王连伟,游浩;用于二阶加纯滞后过程的IMC-PID控制器的研究[J];北京化工大学学报;1999年02期
2 车延博,王成山,张健;从多目标角度设计发电机励磁控制器的LMI方法[J];水电自动化与大坝监测;2002年05期
3 王广雄,何雨奋;多目标遗传算法和伺服设计中的寻优问题[J];电机与控制学报;1997年03期
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6 刘锋,梅生伟,卢强;ASVG的非线性L_2增益干扰抑制控制器[J];电力系统自动化;2000年20期
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8 王仲鸿,沈斐,吴铁铮;FACTS技术研究现状及其在中国的应用与发展[J];电力系统自动化;2000年23期
9 谢桦,梅生伟,徐政,卢强,横山明彦;统一潮流控制器的非线性控制和对电力系统稳定性的改善[J];电力系统自动化;2001年19期
10 奚江惠,涂光瑜;基于统一潮流控制器对电力系统暂态稳定控制的研究[J];电力系统自动化;1997年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 吴文得;一种高鲁棒性Smith-PID参数整定法的研究[D];华侨大学;2000年
2 陈振毅;不确定时滞系统鲁棒控制若干问题研究[D];浙江大学;2002年
3 邵淼磊;船舶电站原动机(柴油机)及其调速系统的混合仿真[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 孙仁勇;船舶系统智能控制与仿真的研究[D];大连海事大学;2003年
5 游浩;内模控制和IMC-PID控制及其应用[D];北京化工大学;2000年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邹振宇,江全元,张鹏翔,李亮,曹一家,王海风;基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计[J];电力系统自动化;2005年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 靳晓凌;基于FACTS装置的阻尼控制器设计及控制策略研究[D];山东大学;2007年
2 邹振宇;多灵活交流输电控制器间交互影响分析及其协调控制研究[D];浙江大学;2006年
3 张琳;FACTS控制器间的交互影响分析及控制策略研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 武云霞;电力市场环境下电网安全经济调度研究[D];四川大学;2006年
2 刘剑;PRONY在电力系统低频振荡控制中的应用[D];四川大学;2006年
3 姚鹏;不完全电力市场条件下的发电经济调度研究及系统实现[D];湖南大学;2007年
4 吴冠玮;基于混沌遗传和模糊决策算法的负荷经济调度[D];北京交通大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 杨智,刘希远;时变分数时滞系统最优预报自校正极点配置PID控制算法[J];控制理论与应用;1992年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈国定,俞立;具有时变不确定参数的线性时滞系统的鲁棒镇定[J];科技通报;1998年02期
2 毛维杰,褚健;线性时滞系统输入-输出能量解耦的时滞相关条件[J];控制理论与应用;2002年04期
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4 田保峡,胡剑波,褚健;一类时滞不确定线性系统的变结构镇定方法研究[J];浙江大学学报(工学版);2001年04期
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7 李志虎,邵惠鹤;时滞系统输出反馈无源控制器设计[J];应用科学学报;2001年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 韩清龙;俞金寿;;满足匹配条件的不确定性时滞系统鲁棒稳定性的新判据[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第4卷)[C];1997年
3 孙继涛;张银萍;;时变时滞不确定系统的滞后相关稳定性[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
4 李福明;彭建春;段广仁;;一种时滞系统鲁棒故障检测与分离的参数化方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 韩京清;;大时滞系统的自抗扰控制[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
6 全亚斌;许晓鸣;张卫东;陈佩;;一种MIMO时滞系统的辨识算法[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
7 夏元清;韩京清;;线性时滞系统的复合状态反馈镇定[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
8 孙玉华;陈广义;石卫红;;线性时滞系统的预测控制[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
9 夏元清;韩京清;;线性时滞系统H_∞降维无偏滤波器的设计[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
10 秦磊;付艳明;段广仁;;含有时滞的线性跳跃系统的保性能控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
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1 张晴;线性时滞系统频域控制的若干问题研究[D];浙江大学;2002年
2 李萍;切换时滞系统稳定性的若干问题研究[D];电子科技大学;2010年
3 王勇;线性切换时滞系统的稳定性分析与控制[D];大连理工大学;2010年
4 李俊余;复系数时滞系统的稳定性与动态响应分析[D];南京航空航天大学;2010年
5 刘赟;切换时滞系统的稳定性分析与控制设计[D];上海交通大学;2013年
6 邰治新;一大类时滞系统的若干关键理论问题研究[D];大连海事大学;2010年
7 王东;切换时滞系统的H_∞滤波与故障检测[D];大连理工大学;2010年
8 祁伟;时滞系统与复杂动力学网络的研究[D];兰州大学;2009年
9 罗佳伟;几类高阶时滞系统的动力学与控制[D];吉林大学;2013年
10 曾启杰;时滞系统的若干控制问题研究[D];广东工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏晓杰;离散T-S模糊时滞系统的模型降阶[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 张锋辉;嵌入式C/S架构服务器在时滞系统中的研究与应用[D];西华大学;2010年
3 宋琳;多传感器时滞系统的信息融合算法研究[D];上海交通大学;2010年
4 盖绍婷;在高速网络下时滞系统的最优扰动抑制研究[D];中国海洋大学;2010年
5 卢爽;时滞系统开环闭环控制方法同步的研究[D];兰州大学;2011年
6 李亚;时滞系统的稳定性与计算[D];浙江大学;2006年
7 王峰;时滞系统的辨识与控制[D];大连理工大学;2010年
8 李善强;时滞系统的鲁棒模型预测控制[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 张晋;时滞系统的H∞鲁棒控制策略研究[D];甘肃工业大学;2001年
10 陈宇杰;时滞系统的Smith预估控制研究[D];浙江大学;2006年
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