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H∞控制理论应用于大滞后对象的研究

黄定华  
【摘要】: 本文首先从控制理论的几个发展阶段入题,阐述了现阶段H_∞控制理论的提出 对工程的实际意义及特点并对大滞后对象的控制意义及现状进行了说明。然后扼 要概括了H_∞控制理论发展简史及其有关概念和定理,为本文在H_∞控制方面的研 究作了理论铺垫。在深入分析了前人的各种大滞后控制方案基础上,对被控对象 中的大滞后环节的近似方案进行了分析,给出了H_∞控制理论中的模型匹配问题, 然后将模型匹配问题转换成Neharri问题,利用Neharri问题的解法给出了一阶大 滞后的H_∞控制器的结构,并在仿真中验证了此控制器的正确性。之后又按照模型 匹配问题的精确解法和H_∞标准问题的转化,给出了一种新的模型匹配控制器结 构,仿真表明,此控制器可以对典型工业过程进行十分有效的控制,其响应曲线 能够很好的逼近给定的模型,从仿真曲线可以看出,比起第三章中列举的两种鲁 棒控制方案,我们的控制策略具有更好的性能指标。 其次,对于现在控制界中比较盛行的神经网络控制进行了深入的研究,首先 给出了PID控制+滤波器控制器对于大时滞对象控制的有效性的结论,我们采用 RBF神经网络预估器对所给对象进行在线辨识,并用在先调整参数的单神经元的 PID控制器对于所给对象进行控制,仿真结果表明该方案具有稳态精度高,动态 性能好和鲁棒性能强的特点。证明了新型控制器的实用性和正确性,同时,也为 大滞后系统的控制提出了一种新的思路,具有一定的理论意义和实用价值。


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