多变量线性控制系统解耦与控制方法的仿真

摘要

随着工业的发展，工业过程控制出现了大量的变量间相互影响的多变量控制系统，因此多变量系统的解耦设计具有举足轻重的作用。
　　 对于关联系统给出了判断耦合程度的方法一相对增益法和逆乃奎斯特列阵法。对于耦合严重，需要进行解耦设计的系统，分别介绍了复频域解耦法和时域解耦法的原理及解耦条件，并对相应的例子进行仿真实验分析。针对前馈补偿器解耦，提出了一种针对线性时不变多变量系统能否使用前馈补偿器解耦的判断方法。该判断方法是基于最小设计的思想，将最小设计问题应用到解耦问题，并通过应用该判断方法得到了前馈补偿器解耦的条件。对于没有必要完全解耦的复杂的高阶系统，介绍了对角优势化，使系统实现近似解耦。
　　 分析对多变量线性系统进行动态矩阵预测控制时的鲁棒性，抗干扰能力，及在保证解耦控制效果的前提下，预测控制参数可变化的范围。将前馈补偿解耦法、状态反馈解耦法和静态解耦法分别与动态矩阵预测控制器相结合，分别对解耦后的多变量线性系统进行仿真实验，分析其解耦后的鲁棒性，抗干扰能力，及在保证解耦控制效果的前提下，预测控制参数可变化的范围。通过分析仿真实例，开环预测解耦有较好的鲁棒性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1多变量解耦概述

1.2多变量解耦设计的意义

1.3多变量解耦的发展现状

1.4解耦控制的应用

1.5论文研究的主要内容及安排

第2章多变量系统的解耦

2.1解耦的相关概念

2.1.1耦合

2.1.2相对增益

2.1.3逆奈魁斯特阵列法

2.2解耦的定义

第3章复频域解耦法

3.1复频域反馈解耦

3.1.1复频域反馈动态解耦

3.1.2复频域反馈静态解耦

3.2复频域前馈补偿器解耦

3.2.1复频域前馈动态解耦

3.2.2复频域前馈静态解耦

第4章时域解耦法

4.1状态反馈动态解耦

4.2状态反馈静态解耦

第5章对角优势化

5.1对角优势化补偿器的设计

5.2对角优势化的条件

5.3设计步骤

5.4实例分析

第6章预测控制解耦

6.1预测控制概述

6.2预测控制解耦

6.2.1预测控制自动解耦

6.2.2开环预测控制解耦

6.2.3小结

总结与展望

参考文献

致谢