基于子空间LQG基准的控制器参数优化方法研究

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1、国内图书分类号：TPl4国际图书分类号：681．5硕士学位论文学校代码：10079密级：公丌基于子空间LQG基准的控制器参数优化方法研究硕士研究生：导师：申请学位：学科：专业：所在学院：答辩日期：授予学位单位：王坤芳韩璞教授工学硕士控制科学与工程控制理论与控制工程控制与计算机工程学院2013年3月华北电力大学ClassifiedIndex：TP14U．D．C：681．5ThesisfortheMasterDegreeResearchonMethodofControilerParametersOptimizationBasedonSub

2、spaceLQGBenchmarkCandidate：Supervisor：School：WangKunfangProf．HanPuSchoolofControlandComputerEngineeringDateofDefence：March，2013Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于子空间LQG基准的控制器参数优化方法研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读

3、硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：王崩传日期：wI参年易月to日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《基于子空间LQG基准的控制器参数优化方法研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学

4、校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打“4”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密d作者签名：j翊躇导师龆鼍≠文日期：Ⅻ协年弓月f0同日期：汐易年≥月Jo日华北IU力人学硕士学位论文摘要控制系统性能评价对于确保过程控制的效率和安全盈利的运行十分必要，由于一些近似假设、传感器或者执行器受损、设备结垢等等原因可能影响控制系统的性能，导致控制系统性能与设计方案之间产生差距，这样可能

5、引发很多问题。因此研究控制系统的性能评价方法，用得出的理想性能指导控制器参数的调整，这对确保控制器在工作过程中具有良好的性能有很重要的意义。本文进行的是基于子空间LQG基准的控制器参数优化方法研究，选择该方法的原因是基于子空间LQG的性能评价相比于其他性能评价方法而言综合考虑了控制器的作用和系统整体输出，更加符合工程实际。本文首先根据被控对象参数，进行子空间矩阵变换，设计最优LQG控制器，得出理想性能标准，基于性能标准就可以对被控对象的不同控制参数或不同控制作用下的性能进行分析，得出当前控制作用与理想性能之问的量化差距，直观的反映控制

6、效果。对控制系统进行性能评价之后，需要进一步的控制优化工作，应用基于子空问LQG基准的评价过程能够计算出最优的控制器输出序列和系统输出序列，对这些数据分析处理转化为控制器对应的输入输出序列，应用粒子群智能算法对控制器参数进行辨识，得出最优的的控制器参数。这组参数作用下计算出的控制系统性能是十分接近理想性能的，实现了基于子空间LQG基准的性能评价进行控制器参数优化的目的。最后，验证得出的最优控制参数的效果和基于子空间LQG基准的性能评价方法的有效性。通过对基于子空间LQG基准的控制器参数优化方法进行分析、计算，并应用MATLAB软件对控

7、制系统进行编程实现，给出了定量化的结果。为今后将该种方法应用于工业实际现场控制中夯实了理论基础，并为以后的控制系统参数优化提供参考。关键词：LQG基准；子空间矩阵；性能评价；PSO优化华北IU力人学硕上学位论文AbstractControlsystemperformanceassessmentisnecessarytoensuretheefficiencyandsafetyoftheprocessoperating，thereareseveralfactorsthatmayaffecttheperformanceofthecontro

8、lsystem，includingsomeapproximateassumptions，sensorsoractuatorsdamaged，theequipmentscaling,etc．Thismayleadtoalo