多變量時變時延系統(tǒng)DMC算法及應(yīng)用研究.pdf

1、時延在工業(yè)過程、機械傳動和流體輸送等工業(yè)系統(tǒng)中廣泛存在,同時由于系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的差異和外部環(huán)境的干擾,系統(tǒng)時延呈現(xiàn)出隨機、有界、時變和不確定等特點,這對多變量控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析造成了很大的困難。
　　 動態(tài)矩陣控制(DynamicMatrixControl,DMC)是一種典型的增量式預(yù)測控制算法,具有結(jié)構(gòu)簡單、性能良好和應(yīng)用靈活等特點,已在工業(yè)過程控制中得到了廣泛應(yīng)用。本文針對一類多變量時變時延系統(tǒng),研究動態(tài)矩陣控制算法及其在網(wǎng)

2、絡(luò)化系統(tǒng)和倒立擺裝置中的應(yīng)用。主要的工作和成果歸結(jié)如下:
　　 首先,研究了一類多變量時變時延系統(tǒng)DMC算法的設(shè)計和分析問題?？紤]系統(tǒng)的時變時延特性,將其轉(zhuǎn)化為固定上界時延系統(tǒng)?；诙噍斎攵噍敵龅臓顟B(tài)空間模型,通過滾動優(yōu)化含有時延信息的性能指標(biāo)函數(shù),得到時變時延系統(tǒng)DMC控制器。再利用Lyapunov穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式方法,建立DMC控制器閉環(huán)穩(wěn)定的充分條件。進一步,考慮預(yù)測模型和系統(tǒng)模型存在失配的情況,研究DMC算法的

3、魯棒性設(shè)計和分析問題,得到其魯棒穩(wěn)定的充分條件。
　　 其次,研究了上述DMC算法在網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中的應(yīng)用?？紤]一類前向通道和反饋通道均存在有界時變時延的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng),將其建模為多變量時變時延系統(tǒng),進而設(shè)計其DMC算法。以雙容水槽液位網(wǎng)絡(luò)化控制為例,仿真驗證算法的有效性。結(jié)果表明:多變量時變時延DMC算法對網(wǎng)絡(luò)時延具有較好的補償作用和一定的魯棒穩(wěn)定性。
　　 最后,研究并實現(xiàn)了上述DMC算法對倒立擺的控制。考慮直線倒立擺系統(tǒng),