基于最少拍的多变量解耦控制系统设计与仿真

该篇文章《基于最少拍的一种解耦控制系统与仿真》发表于2001年的《南京师大学报〈工程技术版〉》，由李俊、薄翠梅、张淀和林锦国四位作者共同完成，他们来自南京化工大学信息科学与工程学院。文章的核心内容聚焦在多变量解耦控制系统的理论与实践应用上，特别是在核聚变装置超导托克马克中的极向场控制问题。 在受控核聚变装置中，极向场的控制是一个复杂的问题，因为六个平衡超导线圈间的相互作用可能导致控制困难。作者利用输入变换和状态反馈的方法，构建了一个数学模型来描述这个系统，包括各线圈的自感(Ll, L2, ..., L6), 等离子体环的自感(Lp), 线圈回路电阻(r1, r2, ..., r6), 等离子体环的等效电阻(rp), 以及线圈间的互感(Mij和Mpl)。这些参数在模型中扮演了关键角色。 文章的重点在于设计一种基于最少拍的控制系统，这种方法追求的是系统控制的最优化，即在最短的时间内实现最佳控制效果。通过最少拍技术，作者能够有效地分离系统的耦合项，使得控制器的设计更为简便且有效。这种方法对于处理复杂的多变量系统，尤其是存在强耦合关系的系统，具有重要的实际意义。 仿真研究是文章的另一个核心部分，通过对所设计的解耦控制系统进行模拟，作者验证了理论模型的有效性和新控制策略的性能。这一步骤不仅有助于理解控制策略的实际表现，也为改进和优化提供了数据支持。 这篇文章不仅介绍了解耦控制理论在核聚变装置中的具体应用，还展示了如何通过最少拍技术实现系统的时间优化，以及通过仿真实验来评估控制效果。这对于工程技术领域的研究人员来说，提供了一个实用且理论基础扎实的案例研究，对于优化大型复杂系统的控制有着重要的参考价值。