MIMO控制系統(tǒng)的耦合補(bǔ)償器和自適應(yīng)控制器研究.pdf

1、MIMO（多輸入多輸出）控制系統(tǒng)中各控制通道之間的耦合，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)造成很大的困難。目前的主流設(shè)計(jì)法是解耦控制方法，通過解耦補(bǔ)償器使系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成有多個(gè)相互獨(dú)立控制通道的系統(tǒng)，再逐個(gè)設(shè)計(jì)控制器。但是設(shè)計(jì)解耦補(bǔ)償器的前提是必須知道耦合函數(shù)。所以必須辨識(shí)耦合函數(shù)。然而辨識(shí)耦合函數(shù)的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于辨識(shí)單個(gè)對(duì)象的難度，目前尚無成熟方法辨識(shí)復(fù)雜耦合函數(shù)。本文創(chuàng)新了一種 MIMO系統(tǒng)的不解耦控制方法，其整個(gè)設(shè)計(jì)過程不需要知道耦合函數(shù)，因此不必辨識(shí)它。

2、>　　本文論述了不解耦控制方法的原理。先推導(dǎo)出并聯(lián)式耦合補(bǔ)償方法，它不需要知道耦合函數(shù)，但補(bǔ)償器需要較大的能量。然后用框圖變換法得到實(shí)用的不解耦控制方法，補(bǔ)償器只要較小能量就可使系統(tǒng)正常工作。耦合補(bǔ)償器采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，各通道的主控制器可有多樣選擇。因此，這種系統(tǒng)是可行的，可實(shí)現(xiàn)的。本文方法避免了辨識(shí)耦合函數(shù)，因此在不知道耦合函數(shù)的條件下也可以完成 MIMO控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)存在耦合的MIMO控制系統(tǒng)提供了新思路。
　　本文敘述

3、了研究新型的不解耦控制系統(tǒng)時(shí)，試用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的耦合補(bǔ)償器，以及CMAC網(wǎng)絡(luò)的耦合補(bǔ)償器的效果；試用改進(jìn)的PID主控制器的效果。還敘述了使用遺傳算法對(duì)RBF耦合補(bǔ)償器的初值進(jìn)行尋優(yōu)，提高補(bǔ)償精度的算法。
　　本文研究了非線性MIMO系統(tǒng)的控制算法。在不解耦控制方法中，主控制通道采用自適應(yīng)控制算法，耦合補(bǔ)償器采用CMAC網(wǎng)絡(luò)。
　　本文對(duì)有線性耦合函數(shù)的系統(tǒng)和有非線性、慢時(shí)變耦合的系統(tǒng)做了研究。分別試用了常規(guī)控制器和自適應(yīng)控

4、制器作為主控制器。
　　本文還對(duì)MIMO增量型廣義預(yù)測(cè)控制算法加以改進(jìn)，使之更適合于時(shí)滯系統(tǒng)，增強(qiáng)了魯棒性，便于選取最優(yōu)的增量系數(shù)。
　　本項(xiàng)目使用MATLAB仿真工具對(duì)多個(gè)算例做了仿真研究，以驗(yàn)證上述控制算法。仿真結(jié)果表明了這些控制算法是可行的，可以有效提高M(jìn)IMO控制系統(tǒng)的性能。
　　本文成果可以應(yīng)用于各種具有耦合的過程控制系統(tǒng)和其它控制系統(tǒng)。如果加以推廣，可以產(chǎn)生可觀的效益。本項(xiàng)目在MIMO系統(tǒng)的控制方法方面有所