【摘 要】
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在现代控制系统的实践中,重复控制常用来解决控制系统中周期信号的跟踪或抑制。重复控制利用时滞环节的记忆特性,通过将一个周期函数发生器作为内部模型放置在闭环系统中,来提高系统的控制精度,实现零偏差跟踪。另一方面,预见控制是利用已知的未来信息对系统实施控制。当系统的参考信号和干扰信号可以部分预见时,为提高系统的跟踪精度,将这些预见信息引入控制器中,从而改善系统品质,提高系统的控制性能。本文在重复控制和预
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在现代控制系统的实践中,重复控制常用来解决控制系统中周期信号的跟踪或抑制。重复控制利用时滞环节的记忆特性,通过将一个周期函数发生器作为内部模型放置在闭环系统中,来提高系统的控制精度,实现零偏差跟踪。另一方面,预见控制是利用已知的未来信息对系统实施控制。当系统的参考信号和干扰信号可以部分预见时,为提高系统的跟踪精度,将这些预见信息引入控制器中,从而改善系统品质,提高系统的控制性能。本文在重复控制和预见控制已有研究的基础上,研究预见重复控制器的设计以及控制系统稳定性的问题。主要研究内容包括不确定线性离散系统、离散二维系统、多项式形不确定线性离散系统的预见重复控制,具体的研究工作如下:(1)范数有界不确定线性离散系统的保性能预见重复控制。针对一类具有外部干扰的不确定线性离散系统,提出一种具有预见信息补偿的保性能重复控制器的设计方法。在前向通道引入重复控制器,并利用差分算子,获得包含参考信号和干扰信号预见信息的增广误差系统。并且为提高系统跟踪精度,在闭环系统中引入积分环节。在此基础上,将保性能预见重复控制问题转化为一类线性离散系统的稳定性控制问题。进一步,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)的处理技巧,获得系统稳定性条件及控制器参数的求解方法。(2)范数有界不确定线性离散系统基于观测器的预见重复控制。针对一类不确定线性离散系统,提出一种基于预见信息补偿的重复控制方法。把预见信息引入到重复控制系统,将控制器的设计问题转化为一类二维离散系统的稳定性问题。利用LMI处理技巧,获得预见重复控制系统的稳定性条件。进一步,考虑到系统状态不可测,利用观测器重构系统状态,研究基于观测器的预见重复控制器的设计方法。(3)多项式形不确定线性离散系统的保性能预见重复控制。针对一类多项式形不确定离散时间系统,提出一种保性能预见重复控制器的设计方法。为提高系统的跟踪性能,将预见信息引入到重复控制系统中。利用L阶差分算子,构造一个增广误差系统。然后,将保性能预见重复控制器的设计问题转化为一类增广系统的稳定性问题。对于给定的性能指标,利用参数依赖Lyapunov稳定性定理和LMI处理技巧,得到增广系统的稳定性条件。最后,根据所得的稳定性条件,获得原系统的保性能预见重复控制器的存在条件及参数求解方法。
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