工业时滞过程的采样控制设计与批量优化

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1、乂连键＾丈拿ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ颇±享恆巧文ＭＡＳＴＥ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ龜工业时滞过程的采样控制设计与批量优化学科专业—作者姓名车—琴指导教师２〇１６６答辩日期＿＿＿５＿＿￡硕±学位论文工业时涨过程的采样控制设什与批量优化ＳａｍｌｉｎＣｏｎｔｒｏｌＤｅｓｉｎａｎｄＢａｔｃｈＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｇｇｐＰｒｏｃｅｓｓｅｓｗｉ化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ作者姓名；王栋学科、专业；控制

2、理论与控制工程学号：２１３０９０８４指导教师；刘涛教授完成日期：２０１６年５月１日夫連巧义夫營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｈｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的研究成果，也不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担

3、相关法律责任。？学位论文题目注歡换ｉ；辞＾４作＾仪Ａ／人ｊ》作者签名：守一日期；？年Ａ月ｖＥｌ＇咬大连理工大学硕±学位论文摘要随着数字控制系统的迅速发展，基于采样数据的计算机控制系统在实际工业中得到了越来越广泛的应用。本文基于实际工程中常用的采样系统离散域低阶时滞模型，分别对具有时滞响应的稳定型、巧分型和不稳定型过程提出了离散域两自由度控制设计方法。采用近期文献提出的两自由度控制结构，解析地设计了设定点跟踪控制器和闲环系统抗扰控制器，可Ｗ分别对系统设定点跟踪响应和负载化动响应进行独立调节和优化。根据Ｈ２最优控

4、制性能指标设计设定点跟踪响应控制器，闭环系统抗扰控制器是通过提出期望的闭环系统互补灵敏度函数，反向推导而确定。该控制方案的突出优点是设定点跟踪响应的时域指标可通过单调地调节控制器中唯一的调节参数定量整定。对于稳定型、积分型过程，，根据期望闭环抗扰传递函数反向推导得出的抗扰控制器可Ｗ物理实现然而对于不稳定过程，由于期望的抗扰控制器分子分母中存在隐含的不稳定零极点对消，使得闭环控制系统不能保证内部稳定性。为此本文采用有理Ｐ＆ｄｅ近似来逼近期望抗扰控制器形式，Ｗ便实际应用。关于所设计的控制系统稳定性，应用小增益定理分析得出在一些典型的

5、模型不确定性惰况下，闭环控制系统能够保持鲁棒稳定性的充要条件一，并且利用图形化数值分析的方法给出抗扰控制器中单的调节参数的整定范围。应用近期文献中的案例来验证说明本文中所提出的离散域两自由度控制设计方法的有效性和优越性。在上述两自由度控制设计方案的基础之上一，提出了种可Ｗ应用于带时滞批量生产过程的迭代学习控制方法。该控制方法的主要思想是利用历史批次中的信息来改善当前一＂＂批次的控制性能，，为此在上述两自由度控制结构中引入个存储器用来存储历史和当前批次中的过程输出一、模型输出和控制信号，并且为控制当前生产过程周期提供前批次中的

6、过程输出、模型输出和控制信号，Ｗ便迭代学习控制和性能优化。在实际应用中一，初始批次采用上述两自由度控制方案来保证控制系统的鲁椿稳定性，然后从下批次开始采用迭代学习控制律，逐步实现完全跟踪期望设定点轨迹。此外，在所提出的迭习控制算法中引入一代学个滤波器来保证迭代误差的收敛性，并且给出误差收敛的充分条件一。最后，通过应用个仿真案例来说明该迭代学习控制方法的可行性和有效性。关键词：采样控制系统时滞由度控制鲁棒稳定性迭代学习控制；；两自；；－－Ｉ工业时滞过程的采样控制设计与批量优化ＳａｍｐｌｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＤｅｓｉｇｎ

7、ａｎｄＢａｔｃｈＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓｗｉｔｈＴｉｍｅＤｅｌａｙＡｂｓｔｒａｃｔｄｄｅｖｅｌｏｔｔｔｌＷｉｔｈｔｈｅｒａｉｍｅｎｔｏｆｄｉｉａｌｃｏｎｒｏｌｓｓｅｍｃｏｍｕ化ｒｃｏｎｔｒｏｓｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｏｎｐｐｇｙ，ｐｙｓｅｄｄａｔａｈａｖｅｂｅｅｎｄ－ａｍｉｎｃｒｅａｓｉｎｌａｌｉｅｔｏｉｎｄｕ＾ｒｉａｌｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｉｎｔｉｓｔｈｅｓｉｓｄｉｓｃｅｔｅｔｉｍｅｌｇｙｐｐｐｈｒｐ，ｄｏｍａｔｗｏ－－－２Ｄｃｏｎｔｒｏ

8、ｔｉ打ｄｅｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍ（ＯＦｌｄｅｓｉｎｍｅｈｏ