基于观测器的控制时滞系统最优扰动抑制方法

"控制时滞系统基于观测器的最优扰动抑制 (2009年) - 论文 - 工程技术" 这篇论文探讨的是控制时滞线性系统在受到持续外界扰动影响下的最优扰动抑制策略。时滞系统在实际工程中广泛存在，例如在过程控制、机械系统和生物系统等领域，而时滞因素往往会导致系统的不稳定性和性能下降。作者唐功友、雷靖和孙亮提出了一种创新的方法来解决这一问题。 首先，他们通过模型转换将含有控制时滞的系统转化为无时滞系统，这是一个关键的预处理步骤，可以简化问题的复杂性并为后续的分析和设计提供便利。转换后，系统的行为更容易理解和控制。 接着，论文证明了最优控制律的存在性和唯一性，这是确保控制系统性能的基础。最优控制律的设计涉及求解Riccati方程和Sylvester方程。Riccati方程通常用于求解线性二次型最优控制问题，它能够给出反馈控制器的参数。而Sylvester方程则用于处理线性矩阵方程，它在这里可能是为了计算控制记忆项，以适应系统时滞特性。 控制律分为两部分：前馈补偿器和控制记忆项。前馈控制项设计用来补偿外界扰动对系统的影响，而控制记忆项则针对控制时滞进行补偿。这种分离方法有助于改善系统的动态响应和稳定性。 为了解决前馈补偿器在物理实现上的困难，论文提出了构建扰动状态观测器。观测器是一种估计系统状态的工具，尤其对于那些无法直接测量的状态变量。通过扰动状态观测器，可以估算扰动的影响，从而实现前馈控制的有效补偿。 最后，通过仿真案例，作者验证了所设计的最优控制律在实际应用中的有效性。这表明提出的控制策略能够在有控制时滞的系统中有效地抑制外界扰动，改善系统性能。 这篇论文为控制时滞系统的最优控制设计提供了一个实用且有效的框架，特别对于处理持续存在的外部扰动问题，具有重要的理论价值和工程实践意义。