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时滞系统的H∞鲁棒控制策略研究

张晋  
【摘要】: 本文首先回顾了国内外大时滞系统控制策略的发展概况、控制中的难 点以及研究的意义。然后对H∞鲁棒控制理论进行了较为深入的研究,例 如:简要介绍了回路成形方法、动态不确定性及μ分析和综合方法;探讨 了在一般的跟踪控制问题的H∞设计中如何选择三个合适的加权阵;怎样 使用简单的分式近似将时滞化入LFT标准形式中;怎样选择包含时滞不确 定性的乘性不确定性权函数等等。 最后提出了有关时滞系统的两种新控制方法。一种是针对不确定大时 滞过程和不确定无自衡大时滞过程的Smith预估H∞鲁棒PID控制。它不 仅能消除大时滞的不良影响,鲁棒性强,能有效抑制干扰和模型不确定性, 而且易于调节,只用一个可调参数就能有效协调系统的鲁棒性能和标称性 能,可以推广应用于工业过程控制中。 另一种是Smith预估H∞最优控制和μ最优控制方法。它采用Smith 预估器结构将时滞过程的鲁棒性能问题转化为无时滞过程的鲁棒性能问 题,使H∞最优控制和μ分析和综合法能直接用于时滞过程,避免了时滞 的分式近似引起的性能恶化,简化了分析和综合,不但有效克服了时滞, 而且鲁棒性强,能有效抑制干扰和模型不确定性,为H∞鲁棒控制理论直 接应用于大时滞过程控制提供了有效途径。


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