收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

时滞及非线性离散系统的最优输出跟踪控制研究与应用

刘毅敏  
【摘要】: 最优输出跟踪问题作为最优控制学科的一个重要应用方面,近年来在现代工业、国防科研等各个方面得到了广泛的应用和发展。本文主要针对参考输入信号由外系统给定的时滞离散系统、受扰时滞离散系统和非线性离散系统所面对的最优输出跟踪控制器设计及实现问题展开深入的研究和探讨,并给出了相应的研究成果及其在实际中的应用。全文研究内容如下: 1.首先综述了与研究背景相关的离散系统、时滞系统、非线性系统的特点及研究方法,然后对最优控制问题与跟踪问题的相互关系和发展状况进行了介绍,在此基础上对时滞及非线性系统最优输出跟踪控制的主要研究方法和最新动态进行了系统分析。 2.研究参考输入动态特性由外系统给出的时滞离散系统的最优输出跟踪问题。分别针对有限时间和无限时间性能指标,利用极大值原理推导出时滞离散系统最优输出跟踪控制导出的两点边值问题,引入一个灵敏度参数,将求解最优输出跟踪控制的既含有超前项又含有时滞项的原两点边值问题问题化为一族等价的不含超前项和时滞项的两点边值问题。这族两点边值问题可通过迭代方法依次求得各阶两点边值问题的解,从而获得原两点边值问题的等价解。得到的最优输出跟踪控制律由状态向量的线性解析函数和伴随向量级数形式的补偿项组成。其解析函数由求解离散Riccati方程和矩阵方程得到,而补偿项由求解伴随向量方程的递推公式得到。构造了一个降维状态观测器,使最优输出跟踪控制律物理可实现。仿真研究验证了该方法的有效性。 3.研究基于有限时间和无限时间二次型性能指标的受外界持续扰动的时滞离散系统的最优跟踪问题。对于系统的参考输入信号的动态特性由外系统给定的最优输出跟踪问题,避开构造增广系统的思路,利用参考输入外系统的状态来构造前馈控制作用。前馈增益通过求解矩阵方程而精确得到,这样加入系统的前馈控制作用可以对外部变化的信号进行补偿。为解决最优输出跟踪律的物理可实现问题,设计了观测器分别对跟踪输入和扰动外系统的状态进行了重构。通过仿真算例,把本文方法和对时滞系统扩维后得到的高阶系统最优控制方法作了比较。 4.研究了一类可分离出线性部分的非线性离散系统的最优输出跟踪控制问题。对一般非线性系统在零点处进行级数展开,使之成为一阶线性项和高阶非线性项分离的形式。利用灵敏度法,对最优跟踪控制问题所导致的非线性两点边值问题进行级数展开,将原问题转化为一族包含已知非线性级数展开项的线性两点边值问题。详细研究了复合函数的高阶导数,给出了求解非线性项各阶级数展开项的公式及计算机算法,代入并逐阶求解就得到由线性反馈和补偿项组成的最优跟踪控制律。以连续槽式反应器为例进行仿真验证了该方法的有效性。 5.将非线性系统最优输出跟踪研究成果应用于自治式潜水器控制问题。本文以用于海洋观测,深海摄影等特殊用途的自治式潜水器为研究对象,这类潜水器一般低速运行,因此可将自治式潜水器的广义运动方程根据应用背景简化为四自由度模型,在此基础上将系统线性部分与非线性部分分离,再利用上一章非线性系统最优输出跟踪控制理论设计其最优输出跟踪控制器,最后对其进行了仿真研究。 6.文章最后总结了论文的主要工作,并对下一步的研究方向进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 唐功友,刘毅敏;时滞离散系统最优输出跟踪控制的灵敏度法[J];控制与决策;2005年11期
2 张文安;俞立;张贵军;;离散多时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性分析[J];控制理论与应用;2006年04期
3 唐功友;郑师;张宝琳;;含确定扰动的线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2006年06期
4 唐功友;吕杉杉;董瑞;;具有控制时滞的离散系统的无抖振滑模控制[J];控制理论与应用;2008年06期
5 杨虹,孙金生,王执铨,胡寿松;不确定离散时滞系统的鲁棒容错控制器设计[J];控制工程;2004年S2期
6 姚学科;易颖;;离散系统变结构控制及matlab仿真[J];电脑与电信;2007年02期
7 陈树伟;郭兴进;;一类变时滞离散系统的输出反馈镇定[J];安阳师范学院学报;2008年02期
8 王红秋;陈燕黎;;关于一类变时滞离散系统的输出反馈镇定研究[J];洛阳师范学院学报;2010年05期
9 屈百达,张庆新;多时滞离散系统α──稳定判据[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2000年01期
10 屈百达,刘庭欣;离散系统复合状态反馈H_∞控制[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年02期
11 唐功友;王笑寒;王海红;;时滞离散系统正弦扰动的最优抑制[J];控制理论与应用;2008年04期
12 陈士贤;;卷积分析在离散系统中的某些应用[J];西安电子科技大学学报;1988年01期
13 张登峰,王执铨,胡寿松;一类Neutral时滞系统的鲁棒故障检测方法[J];仪器仪表学报;2005年01期
14 彭仁崇;林瑞全;杨富文;;不确定Delta算子时滞系统鲁棒H_∞控制器设计[J];集美大学学报(自然科学版);2008年02期
15 范双南;银奕淇;;基于Petri网的离散系统可靠性分析[J];福建电脑;2010年10期
16 李伟;杜玉蕾;;广义预测控制在时滞系统中的应用[J];电脑应用技术;2009年02期
17 张世平;;具有输入延迟的离散时间系统的极点配置新方法[J];吉林化工学院学报;1990年05期
18 俞立;不确定线性时滞系统的稳定化控制器设计[J];控制理论与应用;1991年01期
19 郑锋;程勉;高为炳;;随机系统的变结构控制[J];控制与决策;1992年01期
20 陶安利,王明琴,陶彝勇,王琳琳;病床占用计算机仿真及辅助决策[J];计算机应用;1993年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钱正伟;张国山;;一类不确定离散时滞系统的鲁棒容错保成本控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
2 钟万勰;谭述君;吴志刚;;时滞系统的最优控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
3 李惠光;王进庆;王剑;;采样时滞系统零点稳定的条件[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
4 张国峰;王广雄;胡建昆;;共轭化在H~∞控制中的应用[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
5 王星;李智斌;;线性不确定时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
6 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
7 徐红兵;孙增圻;孙富春;;基于模糊神经元网络的自适应滑模控制在机械手中的应用[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
8 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
9 张端金;吴捷;;Delta算子描述的离散系统参数估计[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 刘金良;时滞系统的稳定性分析与滤波器设计[D];东华大学;2011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 朱训林;基于LMI技术的时滞系统稳定性分析与综合[D];东北大学;2008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 钱伟;时滞系统若干问题的研究[D];浙江大学;2009年
10 刘健辰;基于Finsler引理的时滞系统分析与综合[D];湖南大学;2011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 赵宁宁;带有无穷分布时滞的离散系统的H_∞滤波器设计[D];曲阜师范大学;2011年
3 刘毅敏;时滞离散系统的最优输出跟踪控制器近似设计[D];中国海洋大学;2005年
4 景元萍;离散控制系统中的若干问题[D];吉林大学;2008年
5 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
6 阎鑫璐;时滞系统的稳定性及滑模变结构控制[D];中国海洋大学;2008年
7 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
8 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
9 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
10 李亚;时滞系统的稳定性与计算[D];浙江大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 安世亚太 雷先华;某型战机RCS计算简报[N];中国航空报;2005年
2 ;缔造全新的企业竞争力[N];计算机世界;2004年
3 本报记者 杨熙明;让“中国制造”更加响亮[N];湖南日报;2005年
4 王桂娟;教育投入的集权与分权[N];经济参考报;2002年
5 奚家成 董景辰;DCS市场面临新挑战[N];中国工业报;2003年
6 水利部水文局章树安;水文水资源数据走向共享[N];中国水利报;2003年
7 王光荣;构建“整体式”的航天高科技企业[N];光明日报;2003年
8 林莉君;高科技企业更需管理新模式[N];科技日报;2004年
9 山东 Real rocking;《惊心食人族2》[N];电脑报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978