【摘 要】
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众所周知,执行器饱和广泛存在于各类工业控制系统中,是一种常见的非线性。在控制系统设计时,若不考虑执行器饱和,系统性能可能恶化,甚至导致系统不稳定。因此,对饱和问题进行探讨和研究,具有重要的理论和现实意义。针对线性时不变系统,基于一般抗饱和框架,本文研究了抗饱和补偿器的优化设计问题。对于单输入单输出系统,提出了改进圆判据,显著地减小了抗饱和设计的保守性;考虑了对象模型参数不确定性及带宽约束,运用所提
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众所周知,执行器饱和广泛存在于各类工业控制系统中,是一种常见的非线性。在控制系统设计时,若不考虑执行器饱和,系统性能可能恶化,甚至导致系统不稳定。因此,对饱和问题进行探讨和研究,具有重要的理论和现实意义。针对线性时不变系统,基于一般抗饱和框架,本文研究了抗饱和补偿器的优化设计问题。对于单输入单输出系统,提出了改进圆判据,显著地减小了抗饱和设计的保守性;考虑了对象模型参数不确定性及带宽约束,运用所提出的改进圆判据,以灵敏度和补灵敏度为优化目标函数,将抗饱和补偿器优化设计转化为极大极小优化问题,由MATLAB中fminimax函数求解获得抗饱和补偿器优化参数。对于多输入多输出系统,将Weston-Postlethwaite广义抗饱和补偿框架等价地转化为标称线性反馈系统与死区非线性回路的并联,将补偿器的优化设计问题转化为非线性回路增益的最小化问题;基于状态空间描述,利用MATLAB的LMI优化工具箱对最小化问题求解从而获得补偿器的优化参数,为多变量抗饱和补偿器设计问题提供了一种值得推荐的解决方案。仿真算例验证了上述方法的有效性。
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