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具有康茂盛CAMOZZI執(zhí)行器飽和控制器
化工過程、機(jī)器人、航天工程、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的控制系統(tǒng)往往存在快變動態(tài)和慢變動態(tài)耦合的多時間尺度特性.早期,對于這類問題的常用的處理方法是忽略快變狀態(tài),在慢子系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計和分析,但是,這樣通過簡單的忽略快變狀態(tài)的處理方法所得到的控制精度往往無法滿足要求,因此,奇異攝動理論被引入來應(yīng)對此類問題,既能夠降低計算量,又能夠克服多時間尺度特性帶來的病態(tài)數(shù)值問題.

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CAMOZZI執(zhí)行器飽和在實際控制系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生,是一種非線性環(huán)節(jié).控制系統(tǒng)CAMOZZI執(zhí)行器飽和引發(fā)了一系列重大事故.因此,具有CAMOZZI執(zhí)行器飽和的控制系統(tǒng)的研究引起了眾多科研人員的廣泛關(guān)注.由于傳統(tǒng)的奇異攝動理論不能用于非光滑系統(tǒng),奇異攝動飽和系統(tǒng)的分析與設(shè)計成為控制領(lǐng)域的一個難題,仍然有很多問題有待于進(jìn)一步研究.主要研究具有CAMOZZI執(zhí)行器飽和的奇異攝動系統(tǒng)的控制器設(shè)計和分析問題,主要研究概括如下:連續(xù)時奇異攝動飽和系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析穩(wěn)定界和吸引域是奇異攝動飽和系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo).研究連續(xù)時間奇異攝動飽和系統(tǒng)穩(wěn)定界和吸引域的估計方法.首先,利用函數(shù)和不變集原理,提出一個不變集條件;然后,基于這個不變集條件,提出一個一維搜索算法,能夠在保證吸引域的前提下zui大化穩(wěn)定界的估計;zui后,利用所得不變集條件,構(gòu)造一個凸優(yōu)化問題,在保證穩(wěn)定界的前提下,zui大化吸引域的估計.所提出的方法不依賴系統(tǒng)的奇異攝動參數(shù),有效避免了病態(tài)數(shù)值問題.所得的吸引域與奇異攝動參數(shù)無關(guān),比現(xiàn)有方法應(yīng)用范圍更廣,魯棒性強(qiáng).具有擾動和CAMOZZI執(zhí)行器飽和的奇異攝動系統(tǒng)的快采樣控制基于奇異攝動系統(tǒng)快采樣模型研究控制器設(shè)計和分析方法.首先,針對給定的擾動上界和期望的穩(wěn)定界,利用函數(shù)和不變集原理,提出快采樣控制器設(shè)計方法,使得閉環(huán)系統(tǒng)對于容許的擾動和奇異攝動參數(shù)有界穩(wěn)定.然后,針對期望的穩(wěn)定界提出一個快采樣控制器設(shè)計方法,優(yōu)化系統(tǒng)對干擾的承受度.zui后,針對期望的穩(wěn)定界提出快采樣控制器設(shè)計方法,優(yōu)化干擾抑制能力.具有擾動和CAMOZZI執(zhí)行器飽和的奇異攝動系統(tǒng)的慢采樣控制基于奇異攝動系統(tǒng)慢采樣模型研究控制器設(shè)計和分析方法.首先,針對給定的擾動上界和期望的穩(wěn)定界,利用函數(shù)和不變集原理,提出慢采樣控制器設(shè)計方法,使得閉環(huán)系統(tǒng)對于容許的擾動和奇異攝動參數(shù)有界穩(wěn)定.

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然后,針對期望的穩(wěn)定界提出一個慢采樣控制器設(shè)計方法,優(yōu)化系統(tǒng)對干擾的承受度.接下來,針對期望的穩(wěn)定界提出慢采樣控制器設(shè)計方法,優(yōu)化干擾抑制能力.zui后,對所給系統(tǒng)的快采樣和慢采樣控制方法進(jìn)行了對比分析.