一種魯棒抗飽和設(shè)計及其魯棒性分析.pdf

1、抗飽和技術(shù)方法一直得到控制理論界和工程界的重視。針對實際的工業(yè)過程中最為常見和重要的執(zhí)行器飽和問題，考慮到模型誤差客觀存在的事實，提出一種基于MFC的抗飽和設(shè)計方案。運用IQC方法，在模型誤差的條件下對提出的抗飽和結(jié)構(gòu)進行魯棒性分析，促進MFC抗飽和技術(shù)在復(fù)雜工業(yè)過程的推廣與應(yīng)用，以提高抗飽和控制系統(tǒng)的性能，從而提高經(jīng)濟效益。
　　本文首先利用內(nèi)?？刂疲↖MC）結(jié)構(gòu)，結(jié)合“補償設(shè)計法”，給出一種基于狀態(tài)空間的改進IMC抗飽和設(shè)計方

2、案，其中抗飽和補償器是采用傳統(tǒng)的回路整形技術(shù)設(shè)計的。與常規(guī)IMC抗飽和設(shè)計方案相比，改進IMC抗飽和設(shè)計方案能夠明顯地提升飽和系統(tǒng)的性能。盡管如此，在精確的數(shù)學(xué)模型和狀態(tài)量極難獲得的復(fù)雜工業(yè)過程中，基于狀態(tài)空間的抗飽和設(shè)計方案較難實施。因此，本文利用一種類內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)，即模型跟蹤（MFC）控制結(jié)構(gòu)，提出一種基于傳遞函數(shù)的魯棒抗飽和設(shè)計方案。該方案的兩個控制器都是利用在工業(yè)過程控制中廣泛應(yīng)用的PID算法進行設(shè)計的。然后，本文利用積分二次型

3、約束框架（IQC）以及其相關(guān)穩(wěn)定性分析理論來分析基于MFC的抗飽和設(shè)計結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和魯棒穩(wěn)定性，分別推導(dǎo)得出其保持穩(wěn)定性和魯棒穩(wěn)定性的充分條件，充分條件的給出為本文的抗飽和設(shè)計方案提供了一個在頻域上的直觀的調(diào)節(jié)法則。
　　最后，為了驗證本文提出的抗飽和結(jié)構(gòu)的抗飽和性能和魯棒性，本文利用Matlab進行數(shù)值仿真，與已有的幾種抗飽和方法如IMC抗飽和方法、低階抗飽和補償法、動態(tài)抗飽和補償法等進行仿真對比。仿真結(jié)果表明，針對執(zhí)行器飽和系