采样系统时滞下最优扰动抑制控制器设计

本文主要探讨了"控制时滞与测量时滞采样系统的最优扰动抑制"这一主题，针对在持续外部扰动作用下，具有延迟特性的采样线性系统设计问题。研究者雷靖及其合作者，着重于云南民族大学数学与计算机科学学院和云南省软件工程重点实验室的研究背景下，针对这类系统的控制策略进行了深入研究。 首先，他们将采样系统通过离散化处理，将其转换为具有时滞的离散系统。这种转换是关键步骤，因为它允许处理时滞带来的复杂性，使得后续的分析和设计更为精确。接下来，通过模型转换技术，将带有时滞的离散系统转化为无时滞系统，这样便于设计和分析。 在无时滞系统的基础上，设计了一种前馈-反馈最优控制器，强调了控制器的唯一性。这种控制器的设计是基于Riccati矩阵方程和Stein方程的求解，这些数学工具在最优控制理论中占有重要地位。通过优化设计，引入了控制记忆项，旨在抵消时滞对系统性能的影响，从而提高系统的稳定性和响应精度。 进一步，为了克服前馈控制在实际系统中的物理实现限制以及状态不完全可观测的问题，作者构建了一个降维状态观测器。这一步骤对于确保控制的有效性和实时性至关重要，因为它允许系统在有限的信息条件下进行有效的控制决策。 最后，通过仿真示例，研究人员验证了所设计的最优扰动抑制控制器在实际应用中的有效性。结果显示，这种方法能够有效地补偿由控制时滞和测量时滞引起的系统响应误差，实现了对扰动的有效抑制，提高了系统的动态性能和稳定性。 该研究为采样系统设计提供了实用的方法，特别是在存在控制和测量时滞的情况下，如何通过最优控制策略来应对扰动，这对于许多实际工业控制系统的设计具有重要意义。同时，本文的理论贡献和实证分析对于理解时滞对系统性能的影响以及如何有效补偿这些影响具有参考价值。