基于預估器的時滯過程采樣控制與批量優(yōu)化.pdf

1、本研究面向工業(yè)時滯過程，基于時滯補償控制結(jié)構，深入研究了針對時滯對象的控制器設計方法與批量優(yōu)化。首先在廣義預估器（GP）結(jié)構的基礎上，利用GP結(jié)構可以將時滯提出閉環(huán)之外這一特點，提出了一種兩自由度的控制器設計算法，這種方法對積分類型和不穩(wěn)定類型對象均可以起到良好的控制效果。結(jié)合內(nèi)?？刂坪汪敯艨刂评碚?，抗干擾控制器通過反向推導期望閉環(huán)系統(tǒng)互補靈敏度函數(shù)得到，設定點跟蹤響應控制器根據(jù)H2最優(yōu)控制性能指標設計得到。該控制器設計方法的優(yōu)點在于系

2、統(tǒng)的設定點跟蹤響應和負載擾動響應可以進行獨立調(diào)節(jié)和優(yōu)化。另外，上升時間這一指標可由調(diào)節(jié)單一的控制參數(shù)來實現(xiàn)定量的分析。對于特定的模型失配類型，給出圖形化方法來得到抗干擾控制器中可調(diào)參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍，使得該算法在模型失配的情況下依然能保持良好的魯棒穩(wěn)定性。仿真案例及溫度控制實驗說明了本方法的有效性和優(yōu)越性。為簡化GP控制結(jié)構，改進控制效果，提出了SGP控制結(jié)構。相對于GP結(jié)構，SGP結(jié)構減少了濾波功能的外部環(huán)路，通過在預估器中引入一個濾波器

3、來達到消除預估誤差的效果，并通過一個調(diào)節(jié)參數(shù)來實現(xiàn)預測性能和魯棒穩(wěn)定性之間的折衷。這種SGP控制結(jié)構的優(yōu)點在于保證無延遲輸出預估的同時，簡化了控制結(jié)構及魯棒穩(wěn)定性分析的復雜度，從而提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。仿真案例對比及溫度控制實驗說明了SGP結(jié)構的有效性和優(yōu)越性。為控制帶時滯的工業(yè)批量過程，提出了一種基于SGP控制結(jié)構的迭代學習控制方案。該方案利用SGP控制結(jié)構及狀態(tài)預估器構造出無延遲的輸出和狀態(tài)信息，其次結(jié)合兩維預測控制迭代學習控制算法，利