多项式矩阵描述线性系统动态补偿器设计

摘要

20世纪70年代以来，以多项式矩阵理论为基础的线性时不变系统的复频率域理论得到了快速的发展，形成了较为完整和成熟的现代线性系统复频率域理论。其主要特点是：采用传递函数矩阵的矩阵分式描述(MFD)或者多项式矩阵描述(PMD)作为系统数学模型，并以多项式矩阵方法作为系统分析和综合的工具。本文针对当前线性系统复频率域理论的研究现状，研究了求多项式矩阵核空间最小多项式基以及线性系统动态补偿器的设计问题，主要内容归结如下几个方面： 一、针对多项式矩阵的左核空间，提供了一种如何计算多项式矩阵的一组最小多项式基的方法。该算法利用了多项式矩阵左核空间结构的一般Wolovich结式和Sylvester结式计算多项式矩阵左核最小多项式基的行向量。对系数矩阵运用正交变换，确定最小多项式基的标准正交系数。 二、针对多项式矩阵描述的线性系统，研究了在完全能控能观条件下，系统动态补偿器的参数表现形式问题。先讨论了互质多项式矩阵满足的关系，再利用这些关系求解单边多项式矩阵方程，最后，给出系统输出反馈补偿器集合的参数表示形式。 三、研究了一般情况下基于多项式矩阵描述线性系统的动态补偿器的设计问题。利用多项式矩阵的互质关系，结合单边多项式矩阵方程的求解算法，给出了一般形式的补偿器设计算法，并通过实例说明了该算法的有效性。

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声明

第一章绪论

1.1控制理论的发展

1.2线性系统的研究概况

1.2.1线性系统的发展

1.2.2线性系统的主要研究内容

1.2.3线性系统的主要学派

1.3多项式矩阵理论与应用

1.4动态补偿器的研究理论与现状

1.5本文的内容安排及主要研究成果

1.5.1本课题研究的内容

1.5.2本课题研究的创新点

第二章预备知识

2.1引言

2.2多项式矩阵

2.2.1多项式

2.2.2多项式矩阵

2.2.3多项式矩阵的性质

2.3多项式矩阵方程

2.4多项式矩阵描述(PMD)

2.4.1多项式矩阵描述

2.4.2多项式矩阵描述的实现

2.4.3多项式矩阵描述的互质性与系统能控能观性

2.5动态补偿器

2.5.1状态空间描述形式的动态补偿器设计

2.5.2矩阵分式描述的一般动态补偿器设计方法

第三章一种求解最小多项式基的算法

3.1问题的引出

3.2预备理论知识

3.3求最小多项式基的算法

3.4数值算例

3.5本章小结

第四章标准形式线性系统动态补偿器的设计

4.1问题的提出

4.2相关的预备知识

4.3系统动态补偿器的设计

4.4本章小结

第五章多项式矩阵描述的线性系统动态补偿器的设计

5.1问题阐述

5.2算法实现

5.3动态补偿器的设计

5.4数值算例

5.5本章小结

结束语

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢