时滞线性系统的预见控制.docx

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1、时滞线性系统的预见控制时滞系统在理论研究和实际应用中都较为常见.由于其本质上是无穷维系统,因而对时滞系统的控制相较无时滞系统更为困难.必须针对不同类型的时滞使用不同的方法设计控制器.本文在线性时滞系统的预见控制问题上进行了研究,获得了一些研究结果.(1)利用预估法研究了连续时间输入时滞系统的预见控制问题.首先构造增广误差系统将跟踪问题转换成调节问题.然后利用变量替换将系统中的时滞从形式上消除掉,得到无时滞的增广误差系统.在此基础上,利用预见控制理论设计增广误差系统的控制器.最后通过已知信息对控制器中状态向量的未来值进行预估,并进行一系列的

2、积分化简得到原系统的预见控制器.(2)利用预估法研究了带有扰动的离散时间输入时滞系统的预见控制问题.通过对增广误差系统中的输入作变量替换将时滞系统的跟踪问题转换为无时滞系统的调节问题.利用预见控制理论和预估反馈法得到一个既有时滞补偿又有预见补偿的控制器.当系统状态向量不可测量时,给出了带有全维状态观测器的预见控制器的设计方法.(3)利用提升—预估法研究了离散时间既有状态时滞又有输入时滞的系统的预见控制问题.分别使用离散提升技术和变量替换法消除系统中的状态时滞和输入时滞.利用PBH秩判据论证了增广误差系统的可镇定性和可检测性.在此基础上,设

3、计出一个带有状态时滞补偿,输入时滞补偿和参考信号预见补偿的控制器.(4)利用积分变换法研究了连续时间带有多个输入时滞的系统的预见控制问题.当系统带有多个输入时滞时,无法利用变量替换法完全消除时滞.为了解决这个问题,针对增广误差系统使用积分变换,这个变换中包含输入变量在不同滞后区间上的卷积.对变换后得到的系统进行了可镇定性和可检测性分析,并设计出预见控制器.进一步得到原系统的预见控制器.(5)利用Backstepping法研究了连续时间输入时滞系统的预见控制问题.通过引入积分器构造增广误差系统将跟踪问题转化为调节问题.进一步将带有时滞的增广

4、误差系统转化为耦合系统,并且设计耦合系统跟踪控制器.最后设计出原系统的预见控制器.这种方法充分利用了时滞系统无穷维的特征,在稳定性证明上相较于其他方法更有优势.器器