時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制的靈敏度法研究.pdf

1、中國(guó)海洋大學(xué)博士學(xué)位論文時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制的靈敏度法研究姓名：張穎璐申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：海洋信息探測(cè)與處理指導(dǎo)教師：唐功友20070601時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制的靈敏度法研究摘要嚴(yán)格地講，任何系統(tǒng)都存在時(shí)滯現(xiàn)象。時(shí)滯現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由于在線數(shù)據(jù)的測(cè)量、傳遞和控制力生成所需要的時(shí)間造成的。一般情況下，時(shí)滯現(xiàn)象的存在會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)控制理論的研究一直受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。最優(yōu)輸出跟蹤控制理

2、論是最優(yōu)控制理論的一個(gè)重要研究方面。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防等各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，最優(yōu)輸出跟蹤控制理論在海洋信息探測(cè)技術(shù)、空間技術(shù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系統(tǒng)、智能機(jī)器人、化工等領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。目前，針對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制問(wèn)題的研究成果相對(duì)較少，因而對(duì)于該問(wèn)題的研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文首先綜述了國(guó)內(nèi)外時(shí)滯系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制理論的研究現(xiàn)狀，然后分別研究了線性時(shí)滯系統(tǒng)、受擾線性時(shí)滯系統(tǒng)、線性時(shí)滯互聯(lián)大系統(tǒng)和受擾線性時(shí)滯互聯(lián)大系統(tǒng)

3、的最優(yōu)輸出跟蹤控制問(wèn)題，給出了系統(tǒng)控帛0律的存在難一性條件及其設(shè)計(jì)方法，并討論了控制律的物理可實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。本文的主要研究?jī)?nèi)容可概括如下。1簡(jiǎn)要介紹了最優(yōu)控制理論和最優(yōu)輸出跟蹤控制理論的相關(guān)內(nèi)容，分別討論了時(shí)滯系統(tǒng)和大系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀。2研究線性時(shí)滯系統(tǒng)在二次型性能指標(biāo)約束下的有限時(shí)域和無(wú)限時(shí)域最優(yōu)輸出跟蹤控制問(wèn)題。通過(guò)引入靈敏度參數(shù)F，將系統(tǒng)變量在s=o處進(jìn)行Maclaurin級(jí)數(shù)展開(kāi)，系統(tǒng)的最優(yōu)輸出跟蹤控制問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為

4、了不含時(shí)間超前項(xiàng)和時(shí)間滯后項(xiàng)的一族兩點(diǎn)邊值問(wèn)題。利用靈敏度法遞階求解該問(wèn)題族，可得到由線性解析項(xiàng)和級(jí)數(shù)形式時(shí)滯補(bǔ)償項(xiàng)組成的最優(yōu)輸出跟蹤控制律。解析項(xiàng)可由一次性求解矩陣微分方程或矩陣代數(shù)方程得到，時(shí)滯補(bǔ)償項(xiàng)可由求解伴隨向量微分方程的遞推公式得到。在該控制律中，通過(guò)引入?yún)⒖驾斎胪庀到y(tǒng)的狀態(tài)向量構(gòu)造出的前饋控制作用有效地提高了系統(tǒng)的跟蹤精度。最后設(shè)計(jì)了降維參考輸入觀測(cè)器，解決了該控制律的物理可實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。3研究受正弦擾動(dòng)的線性時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)輸出