化工不稳定时滞过程鲁棒控制解析设计与优化

"化工不稳定时滞过程鲁棒控制的解析设计" 本文主要探讨的是在化工行业中，面对具有不稳定性且存在时滞的动态过程如何实施有效的鲁棒控制策略。作者提出了一个创新的两自由度控制结构，旨在解决这类复杂系统的控制问题。 首先，针对化工过程中的不稳定时滞现象，论文提出了基于鲁棒H2最优性能指标的给定值跟踪控制器设计。H2最优性能指标是控制系统设计中的一种重要标准，它关注的是系统的稳态性能和动态响应，特别是对于噪声和干扰的抑制能力。在这种控制器的设计中，目标是使系统在跟踪给定值的同时，尽可能地减少对系统性能的影响，提高系统的稳定性和抗干扰能力。 接下来，考虑到系统在稳态运行时对负载干扰的抵抗需求，论文在过程的输入和输出之间引入了一个控制闭环。这个闭环的主要功能是通过反馈通道上的扰动观测器来检测并抑制负载干扰。扰动观测器是一种能实时估计并抵消系统中未建模的扰动或不确定性的工具，它的设计对于保持系统的鲁棒稳定性至关重要。 为了确保控制闭环的鲁棒稳定性，论文提出了一种期望的闭环余灵敏度函数方法。余灵敏度函数是衡量系统对输入扰动响应的一个关键指标，通过反向确定扰动观测器，可以优化余灵敏度函数，从而增强系统对不确定性和干扰的抵抗力。同时，论文还提供了保证这种控制闭环鲁棒稳定性的充要条件，为实际工程应用提供了理论依据。 最后，通过仿真实例，作者验证了所提出的两自由度控制结构在应对不稳定时滞过程中的优越性能。这不仅表明了控制策略的有效性，也为其在化工等领域的实际应用奠定了坚实的基础。 该研究工作为化工不稳定时滞过程的控制问题提供了一个新颖且实用的解决方案，强调了鲁棒控制和时滞处理在提升系统性能和稳定性方面的关键作用。这一方法的提出，对于推动化工过程控制技术的发展，以及解决类似复杂系统的控制问题具有重要意义。