多變量時滯系統(tǒng)的動態(tài)解耦內(nèi)模控制方法研究.pdf

1、在實(shí)際化工工業(yè)過程中，廣泛存在具有多時滯、強(qiáng)耦合、非最小相位的多變量系統(tǒng)。在多變量控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)中，根據(jù)輸入與輸出數(shù)量的關(guān)系，具有方形系統(tǒng)與非方系統(tǒng)兩種。在常見的多變量系統(tǒng)解耦方法中，由于靜態(tài)解耦方法設(shè)計(jì)簡單，響應(yīng)快，該方法被廣泛使用，但靜態(tài)解耦未考慮系統(tǒng)的動態(tài)性能，解耦效果不佳，抗擾動恢復(fù)能力差。相比于靜態(tài)解耦，動態(tài)解耦能夠在所有頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全解耦，可獲得更好的解耦效果和動態(tài)響應(yīng)，但是現(xiàn)有針對含非最小相位零點(diǎn)的多變量時滯系統(tǒng)

2、的動態(tài)解耦方法研究較為缺失，尤其是對非方系統(tǒng)的研究。因此針對含有非最小相位零點(diǎn)的多變量多時滯方形系統(tǒng)和非方系統(tǒng)的動態(tài)解耦控制方法研究，具有十分重要的意義和價值。
　　本文基于內(nèi)?？刂圃恚捎昧烁倪M(jìn)型Butterworth濾波器對內(nèi)?？刂破髦械膫鹘y(tǒng)濾波器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，研究了Butterworth濾波器的基本原理，分析了含有非最小相位零點(diǎn)的過程對象，給出了基于改進(jìn)型Butterworth濾波器的內(nèi)?？刂破鞯脑敿?xì)設(shè)計(jì)步驟。仿真結(jié)果表

3、明采用該方法可以使系統(tǒng)獲得較好的動態(tài)響應(yīng)，使得參數(shù)的調(diào)整能更有效地改善系統(tǒng)的快速性和魯棒性。
　　本文針對含有非最小相位零點(diǎn)的多變量多時滯方形系統(tǒng)和非方系統(tǒng)，提出了相應(yīng)的多變量頻域動態(tài)解耦控制方案。針對方形系統(tǒng)，本文提出了基于改進(jìn)型Butterworth濾波器的多變量系統(tǒng)的動態(tài)解耦內(nèi)?？刂品椒?。該方法基于被控對象模型的伴隨矩陣，根據(jù)求逆基本原理，首先設(shè)計(jì)解耦補(bǔ)償器，接著針對解耦后的廣義被控對象進(jìn)行內(nèi)?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)，其低通濾波器采用

4、Butterworth濾波器（最大平坦濾波），進(jìn)而得到一體的解耦內(nèi)?？刂破?。仿真結(jié)果表明:本文所提出的方法動態(tài)解耦效果好，具有很好的動態(tài)響應(yīng)特性，并且在模型失配或受到擾動時仍表現(xiàn)出較強(qiáng)的解耦性、魯棒性和抗擾動恢復(fù)能力。
　　針對非方系統(tǒng)的解耦控制，本文對方形系統(tǒng)的動態(tài)解耦控制方法進(jìn)行了推廣，提出了一種基于對象模型相關(guān)伴隨矩陣一體化設(shè)計(jì)非方系統(tǒng)解耦內(nèi)模控制器的動態(tài)完全解耦方法。首先，根據(jù)廣義逆矩陣原理，巧妙設(shè)計(jì)非方系統(tǒng)的解耦補(bǔ)償器，