时滞系统的最优跟踪控制与状态观测器设计
随着现代工业、国防等各个行业的发展，最优输出跟踪理论在海洋信息探测技术、空间技术、经济运行系统、智能机器人、化工等工业领域得到了越来越多的应用。因此，研究最优输出跟踪问题有重要的理论及应用价值。然而，在实际系统中时滞是普遍存在的，如海洋平台减振控制系统中机械振动信号的测量与控制信号的传输延迟等。时滞系统的最优控制一直受到科技工作者的重视。时间滞后现象由于变量的测量、物质及信号的传递等因素的存在普遍存在于实际系统之中。因而，时滞系统的最优输出反馈控制律的研究是一个重要的研究课题。本文的主要研究内容概括如下：
1.对最优控制理论及时滞系统最优输出跟踪理论的发展及其应用领域进行了概述；分析了时滞系统的最优输出跟踪问题的国内外研究现状。
2.研究了含有控制时滞线性系统的最优跟踪问题。通过求解Riccati方程和Sylvester方程推导出前馈反馈最优跟踪控制律。然后通过构造观测器，解决了前馈控制的物理不可实现问题。结合观测器和前馈反馈最优控制律提出了一种动态输出反馈扰动抑制控制器的设计算法。最后通过仿真实例表明该控制算法的有效性。
3.研究基于双通道的无限时域二次型性能指标的时滞系统的最优跟踪问题。利用Artstein变换将控制变量含时滞的系统转化为不含时滞的系统，避免了直接求解既含有超前项又含有时滞项的两点边值问题。利用求解Riccati方程和Sylvester方程推导出前馈反馈最优控制律。为了解决前馈控制和状态反馈的物理不可实现问题，设计了的观测器对跟踪输入状态进行了重构。仿真结果表明，本文提出的线性时滞系统的输出跟踪控制是有效的。
4.研究一类带有测量时滞系统的观测器设计问题。本章节提出了一种新的泛函转换法，将含测量时滞的系统转化为形式上不含时滞的系统，然后利用变换后的系统分别设计了原时滞系统的全维状态观测器和降维状态观测器。数值算例证明此设计方法的有效性。
最优输出跟踪理论;状态观测器;最优控制;最优跟踪;时滞系统;泛函转换法
中国海洋大学
硕士
计算机应用技术
唐功友
2008
中文
TP273.1
46
2008-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）