一類不穩(wěn)定時(shí)滯系統(tǒng)的二次優(yōu)化控制及結(jié)構(gòu)整形.pdf

1、復(fù)雜的化工生產(chǎn)過(guò)程中不穩(wěn)定時(shí)滯對(duì)象是普遍存在的，其被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型可以等效或簡(jiǎn)化為一階和者二階不穩(wěn)定時(shí)滯系統(tǒng)。它的優(yōu)化控制問(wèn)題一直是工程實(shí)踐的難點(diǎn)。由于沒(méi)有平衡態(tài)，對(duì)負(fù)載擾動(dòng)比較敏感，容易引起輸出發(fā)生變化，系統(tǒng)很難重新維持到新的穩(wěn)態(tài)過(guò)程;存在于控制回路或者反饋回路中的時(shí)滯環(huán)節(jié)，測(cè)量信號(hào)需延遲一段時(shí)間才傳給控制器，導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)量增大，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)，閉環(huán)控制穩(wěn)定性降低。另外實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程大多是復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，模型偏差也會(huì)對(duì)控制器的設(shè)計(jì)產(chǎn)生

2、較大的影響。
　　本文針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中典型的一類二階不穩(wěn)定時(shí)滯系統(tǒng)，運(yùn)用二次優(yōu)化控制原理:第一次優(yōu)化建立有窮維空間被控對(duì)象的分時(shí)模型，運(yùn)用線性ITAE最優(yōu)準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的第一次優(yōu)化控制，然后返回到無(wú)窮維空間，設(shè)計(jì)無(wú)窮維觀察器和控制器完成笫二次優(yōu)化，并給出控制器參數(shù)通式。系統(tǒng)表現(xiàn)出快速平穩(wěn)、抗參數(shù)擾動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。
　　針對(duì)不精確的數(shù)學(xué)模型下，被控對(duì)象的中各環(huán)節(jié)與時(shí)滯因子之間的狀態(tài)的不可觀測(cè)性，通過(guò)增加一個(gè)預(yù)估模型

3、的方法來(lái)處理，使得二次優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以對(duì)各環(huán)節(jié)之間變量的直接提取，有效地簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　針對(duì)二次優(yōu)化方法中，隨著系統(tǒng)分時(shí)模型的階數(shù)升高而在系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程中出現(xiàn)的微振現(xiàn)象，提出對(duì)二次優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行整形:通過(guò)增加局部反饋Kf的值來(lái)增大系統(tǒng)中頻段的阻尼，但這必然導(dǎo)致減速，為此相應(yīng)地，還需要增加開(kāi)環(huán)放大系數(shù)Kc1，以保證系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程更平滑快速。
　　最后通過(guò)實(shí)例仿真，在負(fù)載擾動(dòng)和參數(shù)擾動(dòng)的情況下，通過(guò)和整形前的二次優(yōu)化控