滑模控制的研究及其在污水处理中的应用

《滑模控制的研究及其在污水处理中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ClassifiedIndex：TP273．3UDC：621SecrecyRate：UniversityCode：HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreePubficizied10082TheResearchofSlidingModeControlanditsApplicationinWastewaterTreatmentCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegree

2、Apppliedfor：Speciality：Employer：DateofOralExamination：ChenJinyongProf．ZhenRanProf．腑JXueliMasterofEngineeringDetectionTechniqueandAutomaticEquipmentSchoolofElectricalEngineeringMay,2014涮懒大学学位论文黝l生声明』煳螋本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在

3、文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：偏△勇指导教师签名：貌芝沙解夕月易日聃朋琴日河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在—

4、j年解密后适用本授权书。本学位论文属于＼舔保密。(请在以上方框内打。-V。)靴敝储躲儒金勇指导撕弥钆芝庐9，≯年p谚日别够年r月鸟日摘要摘要在诸如污水处理溶解氧控制过程中等实际的被控系统中广泛存在着各种不确定性和时间延迟等因素，这些因素是导致系统不稳定的重要因素。因此在对这些被控对象进行智能控制时，要充分考虑到这些因素对控制效果所产生的影响。对外界扰动以及对参数变化具有强鲁棒性的模变结构控制在众多的智能控制方法中脱颖而出。目前，滑模变结构控制已经在很多领域中得到了成功的应用，例如：倒立摆的控制、三自由度平面机械手的控制、电

5、力系统的控制等等。本文深入研究了带有不确定性和外界干扰的非线性时滞系统的滑模变结构控制问题。将其与其他的智能控制方法相结合，解决了单一滑模控制在对系统进行控制时所产生的缺陷，并将其推广到切换系统的控制中。论文的研究内容如下：首先，针对现有的滑模变结构控制中存在的问题，在给出传统滑模控制器设计方法的基础上，提出了一种新型的参数自整定滑模变结构控制方法。利用自适应增益以及Sigmoid函数替代传统滑模控制器中的符号函数。本文提出的设计控制器的方法不仅解决了常规滑模控制中出现的抖振问题，而且在保证控制系统良好的动态性能和稳态性能

6、的基础上，也提高了系统的跟踪精度。其次，论文针对一类带有不确定性以及外部扰动的非线性时滞切换系统的控制问题，通过查阅相关的国内外的文献，提出了切换系统的滑模面和各个子系统的滑模控制器的设计方法。利用Lyapunov稳定性理论证明了论文所设计的滑模控制器能够确保系统状态在有限时间内到达滑模面。最后应用LMI工具箱和MATLAB进行了仿真实验，进一步验证了控制器的可行性和有效性。最后，论文将对不确定非线性时滞系统的部分研究成果应用到活性污泥污水处理曝气环节的溶解氧的控制上。并且利用实验平台对PID控制和论文所设计的控制方法进行

7、对比。通过计算机仿真和实验表明，论文提出的控制算法对溶解氧的控制效果明显优于PID对其的控制效果。关键词滑模控制；切换系统；污水处理；溶解氧浓度；Lyapunov稳定性理论河北科技大学硕士学位论文=：===：；====；====；==========—=============—====；ⅡAbstractTheuncertainties，e)【temaldisturbancesandtime—delaysarewidelyexistedinrealengineering，suchasthecontrolofthediss

8、olvedoxygenconcentrationintheprocessofsewagetreatment．Theexistenceofvariousuncertainties，externaldisturbancesandtime．delaysisimportantfactorsthatleadtos