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不确定关联系统分散鲁棒控制理论及其应用研究

本论文研究关联大系统的分散鲁棒控制理论及应用,在概述了分散鲁棒控制理论的发展及现状的基础上,对具有不确定性关联大系统的分散鲁棒状态反馈与输出反馈、分散无源化控制、时滞大系统分散H_∞控制和分散输出跟踪控制以及在锌湿法冶炼过程中的应用问题做了详细的研究。主要包括以下七个部分:(1)首先,针对一类仅含状态不确定性的关联系统,提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)的分散H_∞状态反馈控制的设计方法。在此基础上,研究并提出了当控制器在规定范围内的一部分失效时的分敞H_∞可靠控制问题,提出了能保证闭环系统可靠稳定和具有一定H_∞性能的分散可靠控制器的设计方法。其次,从子系统水平上研究了一类状态、控制和关联矩阵均具有不确定性的关联大系统的分散控制问题,获得了能分散状态反馈镇定的充分条件。分别给出了数值例子,说明了算法的有效性。(2)研究状态和控制均存在不确定性的关联大系统基于状态观测器的分散鲁棒H_∞控制问题,提出了一种基于观测器的分散动态输  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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氧化铝碳分过程多重时滞非线性分散鲁棒控制方法与应用研究

在烧结法氧化铝生产过程中,连续碳酸化分解过程(简称碳分过程)是非常重要的承前启后的生产过程。它由上游脱硅工序的铝酸钠溶液和二氧化碳气体进行化合反应,生产出满足一定质量指标的氢氧化铝,并提供合格的母液。碳分过程由六个分解槽串联组成,是具有气、液、固三相参加的多相化学反应,涉及传质、传热和流体力学的复杂冶炼过程,具有多变量、非线性、强耦合、大惯性、大滞后的特点,且由上游工序提供的铝酸钠溶液浓度和二氧化碳气体浓度的变化具有不确定性,温度、反应釜的液位等对碳分存在扰动。论文在对碳分过程进行深入分析的基础上,建立了此过程多重关联时滞非线性状态空间模型及其T-S模糊模型,论证了碳分过程的T-S模糊模型与其多重关联时滞非线性模型的等价性。提出了基于T-S模糊模型多重关联时滞非线性大系统分散鲁棒H_∞状态反馈跟踪控制以及分散状态观测器设计方法,开发了氧化铝连续碳酸化分解过程基于T-S模糊模型的控制工程应用平台。论文的主要研究成果和创新性如下:(...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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时滞大系统分散鲁棒H_∞控制及滤波的研究

分散控制以其实现的可靠性、经济性、灵活性而成为大系统理论的重要分支。随着线性矩阵不等式(LMI)技术在鲁棒控制研究中的成功应用,国内外学者越来越倾向于将不确定系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能问题归结为LMI的求解问题。本文主要研究了不确定时滞大系统的分散H_∞控制及滤波问题,主要内容如下:(1)研究连续和离散多通道时滞大系统的分散鲁棒H_∞输出反馈控制问题。假定不确定性是时不变、范数有界,且存在于系统、时滞和控制输入矩阵中。应用时滞系统的有界实引理,把输出反馈控制器参数的设计条件均转化为非线性矩阵不等式约束。采用两步同伦法分别求解该非线性矩阵不等式(NMI)。首先,通过逐步对控制器的系数矩阵加上结构限制,计算出当不确定性不存在时的标称系统的分散控制器。然后,逐步改变标称系统分散控制器的系数,计算出不确定性参数存在时分散鲁棒控制器。在每一阶段,每一次迭代过程中,通过交替固定NMI的一个变量,使NMI均转变为LMI。从而分别获得输出反馈控...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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关联大系统时滞相关分散H_∞控制理论及应用

关联大系统的分散控制在实际应用中得到广泛应用。时滞往往存在于实际的系统中,时滞的存在是系统性能变差的根源。时滞分为时滞无关和时滞相关,时滞无关的结果是比较保守的,而相关时滞具有很大的灵活性。在时滞大系统分散控制研究中,控制器存在的条件可以归结为一个非线性矩阵不等式,使得分散控制器的求解非常困难。而且,针对具有关联时滞系统的分散控制器设计结果比较保守。论文针对关联时滞大系统,研究其分散H_∞控制理论及其应用,主要内容如下:(1)针对一类具有定常时滞的不确定关联系统,研究输出反馈分散H_∞控制问题。结合Lyapunov-Krasovskii泛函方法、时滞积分矩阵不等式技巧和变量替代法,得到具有较小保守性的时滞依赖分散H_∞控制器的线性矩阵不等式充分条件,仿真例子说明算法的有效性。(2)研究一类时变时滞相关大系统的分散鲁棒H_∞控制问题。分别设计基于状态反馈和输出反馈分散H_∞控制器,引入一种二次积分不等式方法,并结合Lyapunov...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁科技大学
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控制系统的鲁棒容错控制研究

本文主要研究线性不确定控制系统的鲁棒容错控制问题。首先本文基于线性矩阵不等式方法和Lyapunov方法,分别对具有一定匹配条件及数值界的参数不确定关联系统,提出了此类系统在传感器故障或执行器故障仍保持渐近稳定的充分条件。而且,在实际系统中,系统的故障具有多样性,其中结构扰动现象在实际中偶尔会出现,这种故障会给系统带来非常恶劣的影响。因此,在本文中,重点研究了一类关联系统在发生结构扰动的情形下,即某个子系统从整个大系统上脱离或又重新连接这样的结构扰动,系统仍保持渐近稳定的控制器的设计方法。文中对该方法进行了仿真,并给出了仿真结果。仿真结果表明,设计方法是有效的。其次,容错控制可以看作是保证系统安全运行的最后一道防线。然而,在容错控制中,仅仅保证故障系统的稳定性是不够的,还需要考虑其他满意的性能指标,例如在满足稳定性的基础上还应具有一定的鲁棒性、稳定裕度、动态响应性能和稳态特性等其它要求。所以,本文研究了线性不确定系统的满意容错控制...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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奇异系统时滞相关容许性分析及鲁棒控制研究

奇异系统是正常系统的推广,广泛存在于各种实际系统中,如化工过程、电力系统、核反应堆、经济系统等。此外,由于信号传递等,时滞现象大量存在于各种实际系统中,时滞常常是导致系统不稳定和性能恶化的原因之一。时滞奇异系统的稳定性与镇定问题是奇异系统理论的基本问题之一,对其稳定性与镇定的研究要比正常系统复杂得多,因为时滞奇异系统不仅需要考虑稳定性,而且还需要考虑正则性和脉冲自由,因此对时滞奇异系统的时滞相关容许性(正则、无脉冲、时滞相关稳定)分析和鲁棒控制的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文主要研究时滞奇异系统的时滞相容许性分析和鲁棒控制问题。通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,采用积分等式、广义积分不等式、线性矩阵不等式(LMI)等方法,研究时滞奇异系统的时滞相关容许问题、时滞相关-时滞变化率相关容许问题、鲁棒可镇定问题、鲁棒H∞控制问题以及时滞奇异关联大系统的分散鲁棒容许与镇定问题。论文主要工作体现在以下几个方...  (本文共164页) 本文目录 | 阅读全文>>