一類不穩(wěn)定時滯系統(tǒng)的二次優(yōu)化控制及結構整形.pdf

1、復雜的化工生產過程中不穩(wěn)定時滯對象是普遍存在的，其被控對象的數(shù)學模型可以等效或簡化為一階和者二階不穩(wěn)定時滯系統(tǒng)。它的優(yōu)化控制問題一直是工程實踐的難點。由于沒有平衡態(tài)，對負載擾動比較敏感，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)過程;存在于控制回路或者反饋回路中的時滯環(huán)節(jié)，測量信號需延遲一段時間才傳給控制器，導致系統(tǒng)超調量增大，調節(jié)時間加長，閉環(huán)控制穩(wěn)定性降低。另外實際的生產過程大多是復雜的動態(tài)過程，模型偏差也會對控制器的設計產生

2、較大的影響。
　　本文針對工業(yè)生產過程中典型的一類二階不穩(wěn)定時滯系統(tǒng)，運用二次優(yōu)化控制原理:第一次優(yōu)化建立有窮維空間被控對象的分時模型，運用線性ITAE最優(yōu)準則實現(xiàn)系統(tǒng)的第一次優(yōu)化控制，然后返回到無窮維空間，設計無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)擾動和負載擾動魯棒性強的特點。
　　針對不精確的數(shù)學模型下，被控對象的中各環(huán)節(jié)與時滯因子之間的狀態(tài)的不可觀測性，通過增加一個預估模型

3、的方法來處理，使得二次優(yōu)化控制結構設計中可以對各環(huán)節(jié)之間變量的直接提取，有效地簡化設計過程。
　　針對二次優(yōu)化方法中，隨著系統(tǒng)分時模型的階數(shù)升高而在系統(tǒng)過渡過程中出現(xiàn)的微振現(xiàn)象，提出對二次優(yōu)化控制結構進行整形:通過增加局部反饋Kf的值來增大系統(tǒng)中頻段的阻尼，但這必然導致減速，為此相應地，還需要增加開環(huán)放大系數(shù)Kc1，以保證系統(tǒng)的響應過程更平滑快速。
　　最后通過實例仿真，在負載擾動和參數(shù)擾動的情況下，通過和整形前的二次優(yōu)化控