含有控制時滯的離散系統(tǒng)的最優(yōu)擾動抑制.pdf

1、隨著計算機性能的提高和控制技術的發(fā)展，離散控制系統(tǒng)理論越來越受到人們的重視。控制系統(tǒng)中普遍存在著時滯現(xiàn)象，時滯往往使得系統(tǒng)性能下降。另外，控制系統(tǒng)一般都是在外界擾動作用下工作的。外部擾動能使系統(tǒng)的工作點發(fā)生漂移，并使系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能變差。所以，研究時滯離散系統(tǒng)的擾動抑制問題是一個有意義的研究課題。 本文研究離散系統(tǒng)的輸出反饋擾動抑制問題。對于具有已知動態(tài)特性的外部擾動的線性離散系統(tǒng)和含有控制時滯的離散線性系統(tǒng)，分別設計了最優(yōu)

2、擾動抑制控制算法，使系統(tǒng)的輸出在抑制外部擾動的同時性能指標達到最優(yōu)。通過構造擾動觀測器，解決了控制器中所含外系統(tǒng)狀態(tài)項的物理可實現(xiàn)問題。本文的研究內容概括如下： 1.對離散線性系統(tǒng)和時滯系統(tǒng)的理論進行了綜述，介紹了這一領域的主要研究方法和研究動向；簡單介紹了最優(yōu)控制理論的發(fā)展狀況及其重要應用領域；闡述了當前國內外時滯系統(tǒng)及離散線性時滯系統(tǒng)最優(yōu)控制理論和擾動抑制問題的研究方法與現(xiàn)狀；分析了當前輸出反饋理論的發(fā)展狀況。 2.

3、研究了在具有已知動態(tài)特征及未知初始條件的外部持續(xù)擾動作用下，線性離散系統(tǒng)的動態(tài)輸出反饋擾動抑制問題。用模型轉換的方式將帶擾動的系統(tǒng)轉化為不顯含擾動的增廣系統(tǒng)。通過構造增廣系統(tǒng)的降維觀測器，并結合最優(yōu)前饋一反饋控制律的設計思想，提出了近似最優(yōu)擾動抑制的動態(tài)輸出反饋控制器的設計策略。最后通過仿真實例表明該控制算法的有效性。 3.研究了在具有已知動態(tài)特征及未知初始條件的外部持續(xù)擾動作用下，含有控制時滯的線性離散系統(tǒng)的動態(tài)輸出反饋擾動抑

4、制問題。首先利用模型變換將控制變量含時滯的系統(tǒng)轉化為不含時滯的系統(tǒng)，然后用模型轉換的方式將帶擾動的系統(tǒng)轉化為無擾動的增廣系統(tǒng)，利用求解Riccati方程和Stein方程推導出前饋反饋最優(yōu)控制律。為了解決前饋控制和狀態(tài)反饋的物理不可實現(xiàn)問題，針對受擾線性時滯系統(tǒng)構造同時能預估狀態(tài)和擾動的降維觀測器?；诮稻S觀測器和前饋反饋最優(yōu)控制律提出近似于最優(yōu)動態(tài)輸出反饋控制器的設計算法。最后仿真結果表明，本文提出的受擾線性時滯系統(tǒng)的輸出反饋擾動抑制是