能量解耦控制理论的若干问题研究

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1、摘要f解耦控制是多变量系统控制的有效手段。在过去的几十年中，有两大系列的解耦方法占据了主导地位。其一是围绕Morgan问题的～系列状态空间方法，这种方法属于全解耦方法。这种基于精确对消的解耦方法，遇到被控对象的任何一点摄动，都会导致解耦性的破坏，这是上述方法的主要缺陷。其二是以Rosenbrock为代表的现代频域法，其设计目标是被控对象的对角优势化而非对角化，从而可以在很大程度上避免全解耦方法的缺陷，这是一种近似解耦方法。考虑到不确定性在实际工业过程中的广泛存在，已有学者在解耦中考虑了不确砖陛因素的影响，但由于不确定性系统的全解耦实际上存在可能性方面的问题，因此Mo唱锄方法在处理这些

2、问题时自然是困难重重。Rosenbrock方法由于其本身的近似解耦特性，很容易推广到不确定性系统的解耦控制问题中。，’本文试图在时域范围内寻找一种近似解耦方法，称之为输入一输出能量解耦方法。所谓能量解耦，就是从被控系统的输入输出能量关系上实现解耦，使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量，而对其它输出能量的影响尽可能小。本文根据现有的能量解耦的研究现状，针对各种线性系统，提出了基于I，yapunov稳定性的输入输出能量解耦方法。主要研究内容包括：】．讨论了线性定常系统和时滞系统的能量解耦，研究了具有范数有界不确定参数的线性不确定系统，给出了不确定线性系统仅具有输入变换、同时

3、具有状态反馈和输入变换情况下的能量解耦方法，结果以线性矩阵不等式的形式给出。2．研究了线性离散系统和不确定线性离散系统的输入输出能量解耦问题。分别给出了仅具有输入变换、同时具有状态反馈和输入变换情况下的能量解耦方法，结果以线性矩阵不等式的形式给出。3．研究了基于Delta算子的线性系统及不确定线性系统的输入一输出能量解耦问题，分别给出了仅具有输入变换、同时具有状态反馈和输入变换情况下的能量解耦方法，结果以线性矩阵不等式的形式给出。该解耦方法把连续线性系统和离散线性系统在形式上统～起来，将连续时间系统和离散时间系统的许多结果纳入到Dena算子系统的统一框架。卜后是全文的总结以及展望。沙

4、7!浙江大学硕士学位论文关键词：能量解彩解耦叠制，线性素磊j时滞，不确定，离寂系统，Del占”聋一誓r浙江大学硕士学位论文ABSTRACTDecouplingcontrolisanen’ectivemetllodinmultiVariablesystemcontml．Inthepastdecades，therearetwoprimarydecoupling印pmaches．oneisaseriesofstate·spacemethodswhichareakindofcompletedecouplingmethods．1hesememods，baSedontheaccllrateeli

5、rnination，willinduce也edamageofthcdecouplepe怕n11a11cewitllli伽epenurbation．Itist}leprimarydmwbackOfmesemethods．Theotlleristhemodem舶quencydomainmemodperfb衄edbyRosenbrocK．nledes咖objectiveist11ediagonaldominallce，nott11ediagonalization，soitmayavoidthelimitationofthecompletedecoupling．Itisan印proximat

6、edecouplingmemod．Consideringmeexistenceofuncenaintiesint11epracticaIindus仃ialpmcesses，somescholarshaveconsideredmeaffectoftheuncertainties，butitisdi艏culttoextendthecompletedecouplingmethodtouncertainsystems．HoweVer，meRosenbrock’methodiseaSilyextendedtomedecoupIingofuncertainsystemswimitsapproxi

7、matecharacteristic．Thisp印ertriestoseekanapproximatedecouplingmetllodintlletime—domainf、r锄ework．1tiscalledasa11ene增ydecouplingmetllod．TheobjectofthismethodisthereductionofenergeticreIationbetweeninputsaIldoutputs，i．e．，t士leenergyofe