离散时间时滞系统预见控制器设计：提升-预估法

"该文研究了离散时间线性系统中存在状态时滞和输入时滞的预见控制问题，提出了一种结合离散提升技术和状态预估法的设计方法。通过离散提升技术去除状态时滞，变量替换法处理输入时滞，转化为无时滞系统。然后基于预见控制理论构建了一个包含状态时滞补偿、输入时滞补偿和参考信号预见补偿的控制器。这种方法降低了增广系统的复杂性，并通过数值算例验证了其有效性。关键词包括离散时间系统、状态时滞、输入时滞、预见控制和离散提升技术。" 在离散时间控制系统中，时滞是常见的非理想因素，它会显著影响系统的性能和稳定性。状态时滞指的是系统的当前输出依赖于过去某个时刻的状态，而输入时滞则是指系统对当前输入的响应受到输入信号延迟的影响。这种时滞现象在许多工程领域如过程控制、网络控制等中广泛存在。 本文介绍的方法首先利用离散提升技术来处理状态时滞。离散提升技术是一种将时滞系统转化为无时滞系统的技术，通过构造新的状态变量，使得时滞项被新变量所吸收，从而简化了系统模型。接着，采用变量替换法处理输入时滞，通过变换输入变量，可以消除输入信号的延迟影响，进一步减少系统的复杂度。 然后，作者引入预见控制理论和状态预估方法来设计控制器。预见控制是一种前瞻性的控制策略，它考虑了未来一段时间内的系统行为，不仅基于当前状态，还基于对未来的预测来制定控制决策。状态预估则是通过估计未观测到的系统状态来改善控制性能。在这种情况下，控制器不仅补偿了状态时滞和输入时滞，还包含了对参考信号的预见补偿，以提高跟踪性能。 在设计过程中，由于不同的时滞使用了不同的处理方法，这有效地降低了系统的维数，减少了计算负担，同时也增强了系统的动态性能。最后，通过一个数值算例，作者展示了所提出方法在实际应用中的可行性，证明了这种方法对于解决具有时滞的离散时间线性系统预见控制问题的有效性。 该文提出的方法提供了一种有效且实用的途径来处理离散时间系统中的时滞问题，对于设计高性能的预见控制器具有重要的理论和实践意义。它为控制理论与应用领域的研究提供了新的思路，特别是在存在时滞的复杂系统控制中。