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《线性离散时间广义系统的最优预见控制(可编辑)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1引言预见控制技术可以改善闭环系统的品质，通过利用充分的未来目标值信号或者干扰信号信息.Tomizuka在这方面开创了先河，自此人们对预见控制进行了大量的研究.近50年来，随着对带有预见补偿的线性二次型(LQ)最优控制问题进行深入的研究，又冇学者为了考察系统的鲁棒性，将控制思想引入预见控制.预见控制具有非常强的应用背景.众所周知，广义系统是这样一类更常见动力系统，与正常系统相比，它应用背景更加广泛.英同学者RosenbrockH.H在研究电的过程中第一次提出了广义系统的概念，InternationalJ
2、ournalofControl上发表了一篇他的文章，题目是“一般动态系统的结构性质”.80年代以来，广义系统的的发展非常迅速，研究的领域也更加广泛，例如广义系统的可解性、能控能观性、稳定性以及最优控制等.把线性离散吋间广义系统与预见控制理论相结合就自然地被提了出来.作为研究的一个新兴领域，线性离散时间广义系统的预见控制问题在可持续改进和发展屮以及其广泛应用的背景下，在理论本身还是工程实践应用方而，必将取得辉煌的成绩.迄今为止，关于预见控制的研究都是针对正常系统进行的，多采样率系统的研究也没冇涉及广义系统
3、.本文将展开对广义系统的预见控制研究.针对离散吋间广义系统、状态吋滞广义系统、多采样率系统、状态时滞多采样率系统进行研究，分别给出了带有预见前馈补偿的最优预见控制器.并给出了严格的数学证明.最后还研究了多采样率线性离散时间广义系统的最优输出调节器.2文献综述2.1预见控制理论的研究综述2.1.1预见控制理论的提出及应用背景预见控制(PreviewControl)的研究始于20世纪60年代
4、h21，几乎与现代控制理论同时起步.文献［1］中最早开始使用现在通用的“预见控制”这一名称.经过五十年多年的发展，预
5、见控制宥了一整套的理论，文献［3-4］对其作了系统的介绍.现用一个例子来说明预见控制的基本思想［31.驾驶员在驾驶汽车时，总是时刻注意前方路面的曲直凹門，夜间行车则必须开灯，以便提前加减速及调整方叫，使汽车安全的行驶并在遇到障碍时可以绕过去.此例与普通的反馈控制有很大的不同.事实上，可以把道路看成目标信号，凹凸不平看作干扰.若用通常的反馈控制，就是只需测量汽车的当前状况来调整卜一步的策略.若汽车的引擎能量和刹车性能都是无限大，则即使在U形弯道也不需要提前减速.但实际上，驾驶员总是在观察前方路面，在到达U
6、形弯道之前，总是提前减速，采取对策.这就是所谓的预见控制
7、5_61.预见控制最初的想法就是使目标值与受控量间的总体偏差最小，即不仅注意过去及当前的目标值，也要注意下一个目标值，这与最优控制理论不谋而合.那么，从预见控制理论的角度出发，对最优控制的理解会更加深刻.图2.1给了我们一个非常直观的解释.图2.1预见控制的概念事实上，木文预见和以往的预测弁不同［3j.预测是推测未来的目标值，以及干扰信号.由于根据预测来决定控制的实施，预测值很难保证准确，因此控制结果可能不是很理想.而预见是指对□标值及干扰信号的
8、未来值完全知道.预测控制基丁•计算机Kij实行，所以针对的都是离散时间的数学模沏.而预见控制已经延仲到了连续时间
9、71.事实上，在许多情况下，我们吋以容易的得到控制系统的未来目标值信号和未来干扰信号.例如，对以事先没计好机器人路径控制.在未来目标值信号和未来干扰信号为己知时，如何有效地对它们加以利用以改善系统的品质，就是预见控制所要解决的问题.经过几十年的发展，预见控制的理论在完善的同吋，也已经成功运用到了很多的领域当中.文献
10、81针对两自巾度1/4车模型，将预见控制应用在汽车主动忌挂控制系统屮，性能得
11、到大幅度提高；而文献［9］建立了4轴车辆垂向动力学模型,预见控制，可以抑制车辆的随机振动；文献［10］在这些文献的基础上，将混合预见控制器设计成功，仿真表明，由于模型的不确定性补偿这种控制器给出了更好的驾驶性能；文献［11］所设计的预见控制器显示了更优越的性能；文献［12］设计丫最优预见控制系统，预见步数的大小影响控制品质的好坏；文献［13-14］研究了远程导弹的地形跟踪问题，其中设计了最优预见控制理论，跟踪效采非常好；文献［151将无人机作为研究对象，研究了预见控制理论，非常具有实际意义；文献［16］
12、基于鲁棒最优预见控制理论研究了三相感应电动机的速度控制，将预见前馈补偿引入了控制律中，提高了系统的瞬态响应；文献
13、17
14、在机电阀门执行器的数学模型下，研究了该系统的输出反馈预见控制；文献
15、181将预见控制理论应用到了电机中，改进了电机的异常震动与冲击.最近很多学者又将预见控制理论应用到其他领域屮，例如微细电火花加工系统
16、191,3轴伺服系统的轨迹跟踪控制r201,桨距控制中测风仪的应用等等［211，此处不再一列举.可以预见，预见控制的应用前
