鲁棒自适应控制Hammerstein非线性系统在CSTR问题中的应用

"这篇研究论文探讨了Hammerstein非线性系统的鲁棒自适应控制策略，并将其应用于典型的连续搅拌反应器（CSTR）问题。作者是来自东北大学信息科学与工程学院和合成自动化过程工业国家重点实验室的Bi Zhang和Zhizhong Mao。文章发表于2017年的《国际自适应控制与信号处理》期刊，doi号为10.1002/acs.2690。" 正文: Hammerstein非线性系统是一种特殊的非线性系统模型，由一个静态非线性环节（通常是传递函数的乘法项）和一个线性动态环节组成。这类系统在实际工程应用中广泛存在，如化学工程、电力系统和机械控制等。本文针对这类系统中参数不确定的问题，提出了一种鲁棒自适应控制方法。 首先，控制方案基于一个改进的准则函数设计，该函数能够克服线性子系统的非最小相位特性。非最小相位系统是指其频率响应中存在负实部的极点，这可能导致系统性能下降和稳定性问题。通过这个修改后的准则，可以更好地调整控制系统的行为，以适应非最小相位特性。 其次，参数适应算法采用了一种带有死区加权因子的鲁棒递归最小二乘算法。这种算法能有效地处理系统参数不确定性，通过在线估计和调整参数，保证系统在各种工况下的稳定性和性能。 控制律的设计考虑了未建模动态的补偿。这意味着控制器不仅基于已知的系统模型进行操作，还会估计并抵消那些无法精确建模的动态效应，以提高整个系统的控制精度。 此外，文章还提出了一种非线性极点分配技术，以确保假设2始终成立。极点分配是控制系统设计中的一个重要工具，它允许设计者通过改变系统动态特性来优化系统响应，例如改善上升时间、超调和稳态误差等性能指标。 这项工作为处理具有不确定参数的Hammerstein非线性系统提供了一种新的鲁棒自适应控制策略，并通过具体的CSTR问题展示了其实用价值。这对于解决实际工程问题，尤其是化学反应过程的控制，具有重要的理论和实践意义。通过这样的控制策略，可以提高系统的稳定性和鲁棒性，从而在面临各种不确定性时保持良好的控制性能。