一类不确定性时滞系统控制算法研究

针对工业控制过程中普遍存在的不确定性时滞系统的控制问题,提出自适应鲁棒控制器与Smith预估器相结合的控制策略.仿真结果表明控制效果良好,解决了由不确定性和时滞性引起的系统不稳定问题,且易于实现.     

不确定时滞过程Smith预估鲁棒H∞控制器的设计

以不确定大时滞过程的研究对象，对常规的Smith预估控制系统进行变形，然后用灵敏度最小原则设计H∞控制器，实现了对不确定大时滞过程的鲁棒性控制。理论分析和仿真结果表明，这种新型控制方法能消除大时滞带来的不良影响，且鲁棒性强，能够有效抑制干扰和模型不确定性，只有一个可调参数就能有效协调系统的鲁棒性能和标称性能。     

不确定时滞系统H∞控制性能分析的鲁棒可靠性方法

研究具有一般形式的不确定线性时滞系统鲁棒H∞控制器的可靠性问题。用区间变量描述控制系统时变参数的不确定性，将非概率可靠性方法和线性矩阵不等式（LMI）方法相结合，用于时滞不确定控制系统的鲁棒性能分析，提出了时变不确定性时滞系统H∞鲁棒性能分析的一种新方法——鲁棒可靠性方法。该法可给出控制系统满足性能要求的鲁棒可靠性度量及保证性能要求的基本参数的最大容许变异范围，且易于实施。数值算例说明了所提方法的有效性和可行性。     

状态多重时滞大系统时滞相关分散鲁棒镇定

考虑状态多重时滞大系统的稳定性问题,依赖系统最大时滞界,给出了其可分散状态反馈镇定的时滞相关鲁棒稳定的充分条件.应用Lyapunov-Krasovsii泛函和LMI方法及积分不等式方法,研究其分散鲁棒稳定化的鲁棒控制器设计问题,在此基础上,通过求解一凸优化问题,提出了具有较小反馈增益的分散稳定化状态反馈控制器的设计方法.通过仿真验证了该方法的有效性.     

Smith自适应辨识控制系统设计与仿真

以具有时滞特性的暖通空调为被控对象,将Smith预估控制算法与自适应算法结合,以李雅普诺夫稳定性理论为基础推导自适应律,设计出Smith自适应辨识器,从而实现控制器参数的自整定,并解决了控制过程中的参数时变问题,控制效果得以优化。实验仿真结果表明,Smith自适应辨识器控制算法优于常规Smith预估控制算法。     

时滞大惯性对象随动性能的改善

以时滞大惯性加热炉为被控对象,通过试验建模得到对象模型参数,应用Siemenss7-300自整定调节器和结构控制语言SCL构建Smith预估控制系统。研究常规单回路系统、常规Smith预估系统以及增益自适应Smith预估系统在时滞大惯性时象情况下的随动响应性能。实际运行表明,增益自适应Smith预估系统控制质量明显提高,尤其在对象参数与预估器参数失配后,能够有效地改善系统的随动响应和鲁棒性。     

串级控制与Smith预估器结构融合

对串级控制系统来说,一个快速内回路是至关重要的.当副回路存在较大纯滞后时,系统控制品质会很差.Smith预估器是用于解决大纯滞后对象的有效方法.本文提出了串级控制与Smith预估补偿相结合的控制策略.针对纯滞后问题,讨论了串级控制与Smith补偿的互补性.从理论和仿真两个方面讨论了这种系统相结合的可行性和应用价值.仿真结果的表明,这种控制系统抗二次干扰的能力大大提高,其鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制和单纯的串级控制.     

一类时滞不确定系统鲁棒容错控制方法

为提高故障系统的性能,研究了一类时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题．针对一类典型的线性时滞不确定系统中执行机构和敏感器发生可修复故障的情况,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计一种输出反馈H∞鲁棒容错控制方法,使得系统利用余下的部件仍然能稳定工作,并满足给定系统指标．将该方法在卫星姿态闭环控制系统中进行了数学仿真验证．     

一种Fuzzy-Smith控制器的设计

针对具有大时滞环节的被控对象难以实现优化控制的问题,设计了一种Fuzzy-Smith控制器.该控制器可充分发挥Smith预估器和模糊控制器的优势,利用模糊控制对参数变化不敏感和鲁棒性强的特点,借助Smith预估器对模糊控制进行有效补偿,以实现对大时滞系统的优化控制.以二阶纯滞后环节为对象进行了仿真分析.仿真研究结果表明：该控制器对大滞后被控对象有较好的补偿作用,对被控对象参数的变化有较强的适应能力,改进的Fuzzy-Smith控制器具有较强的鲁棒性和良好的控制品质.     

一类非自衡加滞后系统的智能控制

以不确定的非自衡大时滞过程为研究对象，把常规的Smith预估器放入简单的比例控制系统中，并引用先进的免疫控制系统对控制器参数进行在线修正。理论分析和仿真结果表明，这种控制方法不仅可以消除时滞给系统带来的不良影响，且对于系统参数和时滞参数的变化有很强的适应性，能够有效的抑制干扰，使系统具有良好的动静态特性。     

火电厂水质调节系统的模糊免疫自适应Smith-PID控制

火电厂水质调节加药系统为大时滞时变被控对象.模糊免疫自适应PID控制和常规Smith控制难以取得令人满意的控制品质.借鉴生物免疫反馈响应过程的调节作用和模糊推理的自适应性,以及Smith预估器可以解决系统时滞性的特点,提出了将模糊免疫自适应PID控制器和Smith预估器组合成复合控制器的控制策略.用模糊免疫P调节器实时整定P1D控制器的比例增益,用模糊控制器在线整定PID控制器的积分时间常数和微分时间常数.仿真研究表明,该控制算法具有调节时间短,系统稳定性强,抗干扰能力强等优点,取得了令人满意的控制效果.     

时滞系统Fuzzy—Smith控制的仿真研究

针对时滞对象,把Smith预估控制原理和模糊控制器结合起来,即在Smith预估控制系统中控制器采用模糊控制器.仿真结果表明,所采用的方法能有效克服普通模糊控制算法不适应时滞系统控制和常规Smith预估控制算法过分依赖模型精度的缺陷,提高普通模糊控制器对时滞系统的控制能力,同时该算法具有很强的鲁棒性和良好的控制品质.     

离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制

对于输入受约束的不确定时滞系统，提出了离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制，用LMI解决时滞系统的输入受约束控制，给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条件，通过求解LMI凸优化获得状态反馈控制律，仿真验证了该方法的有效性．结果表明，基于LMI约束不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制易于求解，适于实际应用．本方法还可以推广到其他时滞系统模型中．     

无自衡大时滞过程Smith预估鲁棒控制方法

以不确定的无自衡大时滞过程为研究对象，对常规Smith预估控制系统进行变形，由模型不确定性得到一个时滞相对小的广义被控对象，通过对该时滞相对小的广义被控对象设计控制器来实现对无自衡大时滞过程的鲁棒性控制。理论分析和仿真结果表明，这种新型控制方法不仅能消除大时滞带来的不良影响，且鲁棒性强，能够有效抑制干扰和模型不确定性。对无自衡大时滞过程的有效控制提供了新的思路。     

时滞不确定系统基于观测器的鲁棒控制器设计

讨论线性时滞不确定系统的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，满足范数有界条件,通过构造广义系统，并利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式方法得到了不确定时滞系统基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件，并给出系统基于该观测器状态的反馈控制嚣设计方法。     

时滞区间系统稳定性分析的鲁棒可靠性方法

用区间变量描述控制系统的不确定性，将非概率可靠性方法用于不确定系统的鲁棒稳定性分析，提出了区间参数控制系统时滞独立稳定性分析的一种新方法—鲁棒可靠性方法．该法依据线性矩阵不等式(LMI)形式的时滞独立二次稳定性判据，建立可靠性分析的功能方程，给出了鲁棒可靠度的求解方法．用文中方法可给出时滞不确定控制系统稳定程度的可靠性度量和为保证稳定性所要求的基本参数的最大容许变异范围．算例分析表明所提方法有较高的分析精度和效率，是实用和有效的。     

一类线性时滞不确定系统的时滞依赖鲁棒稳定性分析

针对带有非线性不确定参数的线性时滞系统鲁棒稳定性问题，讨论了一种带有二次不确定参数的状态空间模型，对该系统进行鲁棒稳定性分析．所得结果与时滞相关，且对于不确定性参数满足广义匹配条件情形，相应结果以线性矩阵不等式的形式给出．     

一类非线性不确定时滞系统的时滞相关保性能鲁棒控制

针对一类带有非线性摄动的不确定时滞系统,采用线性矩阵不等式处理方法,利用稳定性理论,给出了系统的鲁棒保性能状态反馈控制器存在的条件.所设计的保性能控制器保证了对所有容许的不确定性不仅使得相应的闭环系统达到鲁棒稳定,也能保证闭环成本不超过某个界.举例说明了所给方法的正确性.     

不确定系数多离散时滞的中立型系统的时滞相关鲁棒稳定性

研究了一类时变不确定系数多离散时滞中立型系统的时滞相关鲁棒稳定性问题.利用线性矩阵不等式技术,提出了一种计算该系统自由权矩阵和时滞上界的简化方法,并在系统中考虑了中立项时滞和离散时滞,得到了上述系统为稳定与鲁棒稳定的一些充分条件.最后,用数值例子说明了该方法的有效性和较小的保守性.     

不确定随机时滞系统参数依赖鲁棒镇定

现有的一类具有凸多面体不确定随机时滞系统鲁棒镇定条件存在较大保守性,为此,研究了一类具有凸多面体不确定性随机时滞系统参数依赖鲁棒镇定问题。利用Lyapunov随机稳定理论和构造参数依赖的Lya—punov函数,以线性矩阵不等式（LMIs：LinearMatrixInequalities）的形式给出一类具有凸多面体不确定性随机时滞系统参数依赖鲁棒镇定的充分条件。并通过数值例子说明了该方法计算过程简单,结论精确,适用于工程中结果的有效性。