基于算子理论的优化跟踪控制系统分析

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1、·中原工学院硕士学位论文目录4.2.1系统的仿真结果分析......................................................................................374.2.2系统的实验结果分析......................................................................................394.3对跟踪算子设计的探讨.............................................................

2、...........................414.4本章小结.................................................................................................................445.总结与展望.................................................................................................................45参考文献...............

3、...........................................................................................................46附录：硕士研究生学习阶段发表论文..........................................................................51致谢.........................................................................................

4、......................................52II···万方数据···中原工学院硕士学位论文第一章绪论1.绪论4.3课题的研究背景和意义自从控制理论的产生以来，控制科学取得了很大的发展。从经典控制到现代控制，以及智能控制理论的发展，对工业经济的发展做出了很大贡献。随着控制科学的发展，控制理论的研究也经历了从线性到非线性系统、简单到复杂系统的发展。尤其是在现代化工业生产过程，大部分系统都具有高度的非线性、未知扰动、强耦合等特征，这给工业生产过程的精确跟踪控制带来了困难。由于生产过程中存在各种未知干扰的影响，使系统的跟踪控制精度降低，不能达到预期的

5、控制结果，从而可能造成资源、金钱的浪费，给企业带来损失，比如在制冷系统、磨矿选矿冶金系统等。本文所用珀尔贴制冷系统就是一个典型的含有不确定性的非线性系统，该系统热传导过程和珀尔贴的输入电流的平方有关，所以是一个典型的非线性系统；另外由于珀尔贴吸热面和散热面的温度是由珀尔贴的特性决定的，而且散热器对其也有影响，所以吸热面和散热面的温度是未知的，系统的精确模型很难得到；此外，对系统的稳定性和跟踪性能的影响还有各种外部或者内部不确定影响，因此优化系统的控制性能，保障系统的跟踪性能是一个十分重要的问题，也具有很大的研究意义。对于实际工业生产中的系统，绝大多数都存在非线性的特性，这些系统

6、的精确模型也很难得到，并且由于系统运行环境的改变、参数的变动、故障的产生以及其他未知的外界因素的干扰，使系统的稳定性和跟踪性都受到很大的影响。对于此类系统，一般单一的控制方法很难实现系统的有效控制。所以文章首先对系统进行鲁棒控制，保证系统的鲁棒稳定性，然后采用优化算法对系统进行跟踪控制。鲁棒控制由Zames最早提出的，随后对于系统的鲁棒稳定性的研究，受到了更多研究人员的关注，更多的鲁棒控制的方法被相继提出。目前常用的鲁棒控制方法有滑模鲁棒控制、神经网络、自适应等方法。神经网络能很好的处理系统的非线性和不确定性的问题，有很强的容错能力、自适应学习能力和快速并行运算能力，不过由于该

7、方法具有自学习的特点，所以当系统所处的外界条件改变时，原本的控制能力就不适用了；自适应鲁棒控制的方法在运行过程中能对被控对象的特征的变化进行测量并根据特性进行控制器中相关参数和结构的变换，但是该方法对系统的实时性要求的比较严；滑模控制方法能很好的处理各种干扰和参数变动等，但是这种方法容易引···1万方数据···中原工学院硕士学位论文第一章绪论起抖动，甚至会引起控制器失效[1]。还有一种鲁棒控制的方法是基于算子理论的鲁棒右互质分解的控制方法，它是相对比较新的方法，对于复杂的、含有不确定性的非线