一类多变量系统的H~∞控制的工程设计方法

从工程应用角度出发，提出一种用Ｈ∞控制理论设计一类多变量系统的次优敏感性控制器的工程设计方法，并证明了其可行性．该方法通过将系统矩阵化为对角占优，利用单独通道设计思想将多变量系统转化为单变量系统的Ｈ∞最优敏感性控制器问题．文末给出了仿真实例．     

一类多变量系统的H∞控制的工程设计方法

从工程应用角度出发,提出一种用H∞控制理论设计一类多变量系统的次优敏感性控制 器的工程设计方法,并证明了其可行性.该方法通过将系统矩阵化为对角占优,利用单独通道 设计思想将多变量系统转化为单变量系统的H∞最优敏感性控制器问题.文末给出了仿真实 例.     

多变量数字鲁棒最优控制器的设计及应用

针对线性多变量离散控制系统,给出一种新的鲁棒最优控制器的设计方法．该方法提出了多变量系统的行特征函数的设计新思想,实现等价系统的动态解耦,使闭环控制系统的传递函数矩阵为正规矩阵,达到鲁棒H∞最优稳定;进一步,通过对等价解耦控制系统应用l∞最优控制方法,又能使原闭环控制系统获得最优时域指标．通过在某纸机3种定量和水分控制系统中的在线应用,验证了数字控制器的最优性与鲁棒性．     

H2最优控制器的不唯一性及闭环性能的改善

本文研究了H~2最优控制器的不唯一性问题,给出了H_2最优控制器集合存在的条件,并给出了一种将多变量H~2最优设计问题化为一组单变量的H~2最优设计问题的方法,给出了最优控制器集合的参数化公式,本文还给出了利用最优控制器集合中的自由参数提高闭环系统鲁棒性能及求取稳定最优控制器的方法。实例表明,这种设计方法可以充分利用控制器的自由度,实现提高系统鲁棒性以及求取稳定控制器的目的。     

多变量系统敏感性及鲁棒性综合最优的H∞解耦设计方法

本文利用H∞设计理论提出了一种多变量系统敏感性及鲁棒性综合最优的解耦设计方 法,证明了单变量系统所能达到的最优敏感性及鲁棒性指标值仅由被控对象右半平面的零极 点决定,而与左半平面的零极点无关.另外,本文对谱分解及模型匹配问题的求解算法作了改 进,给出了一个算例.     

多变量时滞系统Dahlin控制器的设计

在现代鲁棒控制理论基础上,提出一种多变量Dahlin控制器多目标优化设计方法. 利用线性分解变换,多变量Dahlin控制器设计问题被转化为标准的H∞优化问题,通过对标 准的H∞优化问题求解得到了最终的控制器.它同时具有时滞补偿,解耦和控制的作用.与已 有的方法相比,该方法不但直观,而且兼顾了系统的性能和鲁棒性.     

基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优H∞控制器设计

用区间变量描述控制系统参数的不确定性,提出了不确定时滞系统鲁棒H_∞控制的鲁棒可靠性方法,基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优状态反馈H_∞控制器设计方法,将系统的最优控制器设计归结为基于线性矩阵不等式(LMI)的优化问题．所设计的控制器可以在满足对所有不确定性鲁棒可靠的前提条件下,具有最优的H_∞鲁棒性能,并能在控制系统的设计中综合考虑控制性能、控制代价和鲁棒可靠性．数值算例说明了所提方法的有效性和可行性．     

多变量解耦内模控制器的设计

针对一般多变量解耦控制器将解耦与控制器分别设计所造成的误差问题,提出将内模解耦与控制器一起设计的多变量解耦内膜控制器设计方法.该方法让控制器同时扮演解耦补偿器和内模控制器的角色.首先通过解耦分析和稳态误差分析,使得控制器的设计过程不需要对模型进行降阶就可达到理想的控制效果,再详细推导控制器的设计,得到控制器设计的一般通式,保证了控制器的物理实现,同时增强了系统的鲁棒性.仿真结果表明,该控制器较一般的解耦控制器鲁棒性好,设计简单,是消除多变量系统的解耦过程与控制器设计之间误差的一种可行方法,且该方法已在燕山石化常减压项目得到应用,效果非常好.     

多变量多时滞系统的前馈补偿解耦及IMC-PID控制

多变量系统控制器设计中遇到的主要难题是多时滞和强铰链耦合问题;对于非奇异方阵系统,根据解耦理论通过串级前馈时滞补偿器将原系统解耦为多个单变量小时滞系统,运用模型降阶技术,将解耦后的复杂单变量小时滞系统逼近为FOPDT(一阶环节+延时)形式,采用IMC控制策略实现多个单变量系统单位反馈控制,运用了麦克劳林级数展开式,通过相应项系数的比对得到了传统PID控制器;仿真分析表明了该方法能够有效性地补偿系统时滞,同时现实解耦;解决了多变量多时滞系统控制器设计复杂性的难题,有一定的工程参考价值。     

线性多变量控制系统的H∞设计方法

八十年代以来,国外出现了线性多变量控制系统的H~∞设计方法.它以稳定的传递函数矩阵的线性空间即H~∞空间的某种范数作为系统的性能指标。设计目标是在可能发生的最坏干扰下使系统的误差在这种范数的意义下为最小。这样控制系统的设计就归结为一个“极小极大’问题。H~∞设计方法近年来发展迅速,受到很多人应有的注意。有人把它说成是控制理论的“一场静悄悄的革命”。但是迄今为止H~∞方法还是一种正在发展的方法,因此也有许多科学家目前对它还持观望态度。     

磨煤机制粉系统解耦内模控制器的设计及仿真

本文针对工业过程中常见的多变量时滞耦合输入输出系统,基于内模控制结构提出了一种多变量解耦内模控制设计的方法,该方法设计的内模控制器同时具有解耦器和控制器的作用。其优点是能够实现标称系统输出响应之间的近似或完全解耦,并且改善了系统的大迟延的特性。并与PID对角矩阵解耦设计方法相对比,结果表明：解耦内模控制器设计方法有更好的鲁棒性。     

不确定系统混合H2/H∞鲁棒控制的直接迭代LMI方法

设计多胞型不确定系统的控制器时,引入附加变量能够减小设计保守性,但这会使线性矩阵不等式(LMI)的维数大大增加,控制器难以求解.本文阐述了一种基于直接迭代线性矩阵不等式(DILMI)方法的混合H2/H∞鲁棒控制方法.首先借助于仿射二次稳定理论将整个多胞型不确定集合的稳定性问题转化为该集合各顶点的稳定性问题.利用参数依赖Lyapunov方法,给出了一个保证系统鲁棒稳定,并满足混合H2/H∞性能指标的充分条件.随后采用DILMI算法实现了Lyapunov变量和控制增益的解耦,无需引入附加变量就能够求解充分条件中的非凸优化问题.最后,关于F-16多胞型模型的飞行仿真验证了该方法的有效性.     

多变量解耦控制系统设计与仿真

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

多时滞线性连续系统的最优H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.     

多变量解耦控制系统设计与仿真北大核心CSCD

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

互联大系统分散鲁棒控制器设计的BMI方法

讨论具有重叠结构互联大系统的分解及分散鲁棒Ｈ∞控制器的设计问题，首先利用包含原理的约束和聚类条件（１，２）对系统进行重叠结构分解，然后对扩展空间中已解耦的互联系统，用ＢＭＩ方法设计分解的鲁棒Ｈ∞控制器作为原系统的一个次优控制。     

指定极点区域的H-设计方法及实例研究

本文提出了一种综合考虑闭环动态性能,鲁棒性及控制器本身稳定性的指定极点区域的H~∝设计方法,给出了利用实参数寻优求解最优控制器的方法。并用这种方法设计了一个倒立摆平衡控制器。仿真研究结果表明,与LQ和常规H~∞设计方法相比,按本文所提出的设计方法得到的控制器具有鲁棒稳定能力强,闭环动态性能良好及控制器稳定等优点,具有很好的应用前景。     

基于解耦的板形板厚系统鲁棒控制策略

针对多变量系统中前馈解耦效果依赖于系统模型的问题,提出了一种基于前馈解耦的鲁棒控制策略来保证系统参数变化时的解耦效果.针对连续轧制过程中强耦合的板形板厚系统,首先依据经验数学模型设计前馈解耦器,然后对消除耦合影响后的多变量系统设计鲁棒控制器,用多变量鲁棒控制抑制破坏解耦效果的各种不确定性因素的影响.针对实际系统中可能存在的干扰信号进行了抗干扰能力实验,针对系统参数可能存在的不确定性进行了抗参数摄动实验;仿真结果显示了良好的解耦效果,这也说明了该控制策略的有效性.     

广义系统的H∞最小敏感性控制器设计

本文在简单介绍H∞最优敏感性设计理论的基础上,研究了广义系统的一些频域特性;提 出一种用H∞方法设计反馈控制器以消除广义系统的脉冲模,并使系统稳定且敏感性最小 的频域设计方法;同时给出了设计步骤,并用算例说明了设计过程.     

基于改进粒子群算法的解耦控制研究与仿真

针对标准粒子群算法优化多变量系统的解耦控制时存在陷入非全局最优值的问题,设计出一种基于自适应变异的粒子群算法优化多变量系统解耦控制器的方法.该方法以标准粒子群算法为基础,在种群进化过程中引入变异操作,对不同进化程度的粒子以不同的概率进行更新,其中没有达到个体最优的粒子以随机的大概率进行位置与速度的初始化,对已经早熟的粒子以一定的小概率更新进化路径,以此来提高种群搜索全局最小值的能力.种群寻到最优值的状态就是控制器效果最好的状态,利用新的网络模型即可解决上述问题.经过对比仿真,验证了该方法的可行性.