多源干擾下分布參數系統的複合抗干擾模糊控制

《多源干擾下分布參數系統的複合抗干擾模糊控制》是依託中國海洋大學，由王紅都擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多源干擾下分布參數系統的複合抗干擾模糊控制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王紅都
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

現代高新技術的迅猛發展，派生出許多具有時空分布特徵的非線性分布參數系統（DPS），其數學模型一般可描述為偏微分方程（PDE）。由於環境變化、建模誤差、外部擾動、內部噪聲等諸多因素存在，實際 DPS 往往會受到多源干擾影響，是造成控制系統性能惡化甚至不穩定的主要原因。為了得到更好的控制品質與抗干擾效果，本研究項目系統地研究多源干擾下非線性DPS的低維模糊建模及低維複合抗干擾控制設計問題，不僅研究非線性常微分方程（ODE）或PDE外系統描述的可建模時間或時空干擾的抵消問題，也研究多源時間或時空干擾的複合抗干擾問題，以實現干擾同時抑制與抵消，並將理論結果套用於面向化工過程的時空熱分布控制中來研究其有效性問題。本項目旨在為多源干擾下非線性DPS的抗干擾控制設計研究提供一些新的、簡潔有效的方法和理論依據，推動分布參數控制、模糊控制及抗干擾控制理論的發展。

結題摘要

具有時空分布特徵的非線性分布參數系統（Distributed Parameter Systems, DPS）其數學模型一般可描述為偏微分方程（Partial Differential Equation, PDE），並廣泛存在於許多實際工程系統中。由於環境變化、建模誤差、外部擾動、內部噪聲等諸多因素存在，實際 DPS 往往會受到複雜多源干擾影響，是造成控制系統性能惡化甚至不穩定的主要原因。為了得到更好的控制品質與抗干擾效果，本研究項目系統地研究了複雜多源干擾下非線性DPS的低維模糊建模及複合抗干擾控制設計問題，以實現干擾同時抑制與抵消，並將理論結果套用Fisher方程描述的系統控制中研究其有效性問題。在項目研究過程中，針對包括非線性干擾在內的多源干擾，結合耗散控制技術，給出了非線性集中參數系統（Lumped Parameter Systems, LPS）的複合抗干擾控制方法。並進一步將所得的結果套用海洋平台的主動控制中，取得了良好的控制效果。此外，結合擴張狀態觀測器，給出了水下機器人系統及機械臂系統的自抗干擾控制方法。通過本項目的研究，對複雜多源干擾下非線性DPS和LPS的抗干擾控制提供一些新的、簡潔有效的方法和理論依據，並運用到海洋平台和水下機器人機械臂系統，取得了較好的控制效果。