基于算子理论的网络化控制系统研究

发布时间：2020-11-03 17:35

　　 随着现代工业、科技的迅猛发展,网络控制系统已经越来越多的运用到工业生产及日常生活中,且实际工程中被控对象多为非线性系统,因此研究网络化非线性控制系统既存在重要实际应用意义,也存在重大的理论探索价值。本文针对珀尔贴制冷装置网络控制系统,运用基于演算子理论的鲁棒右互质分解方法,对实际系统进行数学建模,解决网络控制系统的时变延时问题和故障检测问题。研究工作主要围绕三个问题:首先对珀尔贴制冷装置网络控制系统的分析,得到被控对象的数学模型;然后分析网络控制系统时变延时的性质,并解决其对系统造成的影响;最后对网络控制系统执行机构故障的检测及其优化。所以本文的工作内容主要分为三部分:第一部分是对网络控制系统的分析和建立数学模型。这一部分首先介绍了珀尔贴元件的工作原理,接着介绍了本文的控制系统,即珀尔贴制冷装置网络控制系统,然后在此控制系统的基础上完成了被控对象数学模型的建立,而且针对考虑热辐射时的被控对象建立了更精确的数学模型。第二部分是针对珀尔贴制冷系统,进行网络控制研究。主要解决其时变延时问题。网络延时问题是影响网络控制系统性能的重要因素之一,也是网络控制的难点。在对控制系统建立数学模型的基础上,讨论网络时变延时的性质,为使系统达到稳定性、跟踪性并解决网络延时的影响,设计了系统的控制器,该控制器采用基于算子理论的鲁棒右互质分解方法和前馈控制方法。第三部分是对网络控制系统的执行机构故障进行检测,并对故障系统进行优化控制。此部分运用基于算子理论的方法设计故障检测算子,对控制系统中执行器故障进行检测,并将执行器故障问题转化为求解约束优化问题。
【学位单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：O177;TP273
【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 课题发展与研究现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 本章小结
2.算子理论基础
    2.1 非线性算子理论
    2.2 算子的鲁棒控制
    2.3 本章小结
3.珀尔贴制冷装置网络控制系统及建模
    3.1 珀尔贴元件工作原理
    3.2 珀尔贴制冷装置网络控制系统
    3.3 珀尔贴制冷装置模型建立
    3.4 考虑铝板热辐射的系统建模
    3.5 本章小结
4.珀尔贴系统的网络化控制设计
    4.1 网络控制系统时变延时分析
    4.2 基于算子理论的控制器设计
        4.2.1 鲁棒稳定算子设计
        4.2.2 前馈跟踪算子设计
    4.3 仿真与实验结果分析
    4.4 本章小结
5.珀尔贴系统的故障检测及优化控制
    5.1 执行器故障检测
    5.2 故障系统的优化设计
    5.3 约束优化问题求解
    5.4 仿真与实验结果分析
    5.5 本章小结
6.总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
附录：硕士研究生学校阶段发表论文
致谢

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本文编号：2868883