時滯系統(tǒng)的自抗擾控制設計及參數(shù)穩(wěn)定域分析.pdf

1、在石油、化工、制藥和廢水處理等工業(yè)過程控制中，受裝置、環(huán)境以及人為因素的影響，控制量與被控量之間廣泛存在著時間滯后的現(xiàn)象。由于時滯的存在，控制量不能及時對系統(tǒng)動態(tài)變化做出反應，從而導致整個系統(tǒng)出現(xiàn)大超調(diào)、長響應時間、振蕩甚至不穩(wěn)定等不良現(xiàn)象。自抗擾控制器(ADRC)作為一種新型控制器，繼承了PID不依賴于模型和以誤差驅動的優(yōu)點，通過引入估計擾動的擴張狀態(tài)觀測器(ESO)，實現(xiàn)對擾動的補償，從而達到抗擾的目的。由于自抗擾控制器同時具有PI

2、D的優(yōu)點和抗擾的功能，越來越廣泛地應用在過程控制當中。因此，探究自抗擾控制器如何能在保證其抗擾特性的前提下克服時滯或時滯變化引起的不良反應對其在時滯過程中的應用具有深遠影響。同時，在自抗擾控制器和時滯過程組成的閉環(huán)回路中，確定自抗擾控制器的參數(shù)穩(wěn)定域對其理論分析與工程整定也具有重要意義。針對以上問題，在前人工作的基礎上，本文做出以下方面的研究:
　　一方面在自抗擾控制結構上，針對一類具有時變時滯特性的對象，設計具有自適應延遲輸入的

3、改進自抗擾控制方案。該方法通過引入相關性分析技術對對象的時變時滯進行辨識，然后將得到的時滯信息傳遞給觀測器輸入前的延遲模塊，從而實現(xiàn)控制回路與觀測回路時滯信息的同步，降低了時滯帶來的不良影響。通過一個鍋爐燃燒過程的實例仿真驗證了該控制方案的有效性和魯棒性。
　　另一方面從自抗擾控制的理論分析入手，對于由一階線性自抗擾控制器與一階時滯系統(tǒng)組成的閉環(huán)回路，首先推導出其特征方程，然后利用雙軌跡法求解滿足閉環(huán)特征方程不含右半平面極點的控制