时滞非线性大系统最优跟踪控制研究

"这篇论文是2008年发表在《控制与决策》期刊上的，由唐瑞春和吕贤敏合著，主要探讨了带有持续扰动的时滞非线性大系统的最优跟踪控制问题。研究目的是实现无静差的最优跟踪控制，即在系统受到外界持续干扰的情况下，确保系统的跟踪性能最优且无静差。作者通过将大系统分解为N个带有时滞的非线性子系统，并利用内模原理设计扰动补偿器，将有扰动的子系统转化为无扰动的增广系统。他们采用灵敏度法解决不含时滞的两点边值问题，从而求得子系统的最优跟踪控制律，并选取最优控制律的部分项作为次优控制律，以近似整个系统的最优控制。仿真结果证明了该方法的有效性。" 本文涉及的关键知识点包括： 1. **时滞非线性大系统**：这类系统包含时间延迟效应和非线性特性，这使得控制设计变得复杂，因为时间延迟可能导致系统的不稳定和性能恶化。 2. **持续扰动**：外部扰动是系统运行过程中持续存在的不确定因素，它们可能来自环境变化、传感器误差、机械摩擦等，对系统的稳定性和控制效果有显著影响。 3. **内模原理**：这是一种控制理论，它基于构建内部模型的思想，即控制器设计中包含一个能够模拟系统扰动行为的部分，以便有效抵消或补偿扰动的影响。 4. **子系统分解**：将大系统分解为多个相互关联的子系统，这是为了简化控制设计，每个子系统可以独立处理并减少整体复杂性。 5. **扰动补偿器**：基于内模原理设计的补偿器，目的是抵消或减小由于持续扰动导致的系统性能下降。 6. **两点边值问题**：在控制理论中，这是寻找满足特定边界条件的微分方程解的问题，通常用于求解最优控制问题。 7. **灵敏度法**：一种用于求解控制问题的方法，它考虑了系统对参数变化的敏感性，通过调整控制器参数来优化系统性能。 8. **最优跟踪控制**：目标是设计控制器使系统状态能够精确跟踪期望的参考信号，且在稳态时无误差。 9. **次优控制律**：当无法得到全局最优解时，选取一个接近最优的控制策略，通常在实际应用中是可行的。 通过这些方法，论文提供了一种处理时滞非线性大系统控制问题的新途径，对于实际工程中的控制设计具有重要的参考价值。