專利名稱：一種混合h2/h∞魯棒模糊跟蹤控制算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電站系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于大型電站綜合自動化系統(tǒng)的基于 T-S模糊模型的混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法。
背景技術(shù)：
電站系統(tǒng)就是一個典型的復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)，其內(nèi)部包含的系統(tǒng)元素眾多、結(jié)構(gòu)龐大、 檢測數(shù)據(jù)和模型變量多，同時，系統(tǒng)變量之間的耦合關(guān)系嚴重，存在著多個具有時變、大滯 后、非線性等復(fù)雜特性的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)無法使用傳統(tǒng)的傳遞函數(shù)來對其進行精確的 數(shù)學(xué)描述，也不能應(yīng)用現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)方程來對其進行處理。為控制實現(xiàn)手段的自 動化裝置，經(jīng)歷了組合式氣動單元控制儀表系統(tǒng)、基于電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、 集中型計算機控制系統(tǒng)、分散型控制系統(tǒng)(DCS)，以及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)和基于TOB 的控制系統(tǒng)等幾個發(fā)展階段，在現(xiàn)代工業(yè)過程廣泛采用DCS或FDCS等網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來對電 站系統(tǒng)進行控制。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的分布式測控系統(tǒng)。作為新一代的工業(yè)控制系統(tǒng)， 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過一系列的通信信道構(gòu)成一個或多個控制閉環(huán)，同時具備信號處理、優(yōu)化 決策和控制操作的功能，可以靈活、方便地應(yīng)用于大范圍區(qū)域的控制，并實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù) 據(jù)共享。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有控制功能分散、可以實現(xiàn)資源共享、遠 程操作與控制、具有良好的開放性和設(shè)備的互操作性、系統(tǒng)信息集成和設(shè)備診斷方便、安裝 與維護簡便、能有效減少系統(tǒng)的重量和體積以及投資成本等諸多優(yōu)點。但同時，由于大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的信息源很多，信息的傳送要分時占用網(wǎng)絡(luò)通 信線路，而網(wǎng)絡(luò)的承載能力和通信帶寬有限，必然造成信息的碰撞、重傳等現(xiàn)象的發(fā)生，使 得信息在傳輸過程中不可避免地存在時延。時延由于受到網(wǎng)絡(luò)所采用的通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)當(dāng) 時的負荷狀況、網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率和信息包的大小等諸多因素的影響，而呈現(xiàn)出或固定或隨 機、或有界或無界的特征，導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能的下降甚至不穩(wěn)定，同時也給控制系統(tǒng)的分 析、設(shè)計帶來了很大的困難。傳統(tǒng)的控制理論在對系統(tǒng)進行分析和設(shè)計時，往往做了很多理 想化的假定，如單采樣頻率、同步控制、無延時傳感和調(diào)節(jié)，而在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，特別是大 型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)信息源眾多，控制回路中存在網(wǎng)絡(luò)遲延，上述假定通常是 不成立的。因此需要針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特點，將先進的控制策略引入到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研 究中，更好地分析和設(shè)計網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其算法，才能進一步適應(yīng)并促進其在現(xiàn)代工業(yè)生 產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用與推廣。因此開展面向電站的網(wǎng)絡(luò)控制研究具有重要的理論意義和實際指導(dǎo) 價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種適用于大型電站綜合自動化 系統(tǒng)的基于T-S模糊模型的混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法，它通過基于T-S模糊模型 的魯棒跟蹤控制策略，以電站中速磨為對象，能夠更好地研究電站中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的魯棒性。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法，其中，將 需要跟蹤的給定軌跡及被控對象所受外界干擾的內(nèi)模嵌入到控制系統(tǒng)中，抵消跟蹤軌跡與 外界干擾的傳遞函數(shù)中包含的不穩(wěn)定極點，從而使非線性系統(tǒng)的輸出可以漸近跟蹤給定軌 跡并抑制干擾，其中，還需要通過系統(tǒng)的H2性能指標(biāo)及T-S模糊模型中子系統(tǒng)輸出方程的 逼近誤差來更完整地描述實際的非線性系統(tǒng)。上述的混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法，其中，還通過制造一模糊跟蹤控制器 及其對應(yīng)的模糊觀測器以使控制系統(tǒng)可應(yīng)用于狀態(tài)變量不可測量的情況，并分析模糊跟蹤 控制器及其模糊觀測器穩(wěn)定的充分條件及模糊跟蹤控制器和模糊觀測器分步設(shè)計后系統(tǒng) 整體穩(wěn)定的充分條件。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法能很好地跟 蹤給定軌跡，而且滿足對特性未知干擾抑制程度的H⑴性能指標(biāo)與控制過程中的H2優(yōu)化性 能指標(biāo)，能夠更好地研究電站中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的魯棒性。
具體實施例方式下面將通過一實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的一種混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法，將需要跟蹤的給定軌跡及被 控對象所受外界干擾的內(nèi)模嵌入到控制系統(tǒng)中，抵消跟蹤軌跡與外界干擾的傳遞函數(shù)中包 含的不穩(wěn)定極點，從而使非線性系統(tǒng)的輸出可以漸近跟蹤給定軌跡并抑制干擾，其中，還需 要通過系統(tǒng)的H2性能指標(biāo)及T-S模糊模型中子系統(tǒng)輸出方程的逼近誤差來更完整地描述 實際的非線性系統(tǒng)。為了使控制系統(tǒng)可應(yīng)用于狀態(tài)變量不可測量的情況，還制造一模糊跟蹤控制器及 其對應(yīng)的模糊觀測器，并分析模糊跟蹤控制器及其模糊觀測器穩(wěn)定的充分條件及模糊跟蹤 控制器和模糊觀測器分步設(shè)計后系統(tǒng)整體穩(wěn)定的充分條件。以上結(jié)合實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說 明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明 將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種混合H2/H∞魯棒模糊跟蹤控制算法，其特征在于，將需要跟蹤的給定軌跡及被控對象所受外界干擾的內(nèi)模嵌入到控制系統(tǒng)中，抵消跟蹤軌跡與外界干擾的傳遞函數(shù)中包含的不穩(wěn)定極點，從而使非線性系統(tǒng)的輸出可以漸近跟蹤給定軌跡并抑制干擾，其中，還需要通過系統(tǒng)的H2性能指標(biāo)及T S模糊模型中子系統(tǒng)輸出方程的逼近誤差來更完整地描述實際的非線性系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合H2/H⑴魯棒模糊跟蹤控制算法，其特征在于，還通過制 造一模糊跟蹤控制器及其對應(yīng)的模糊觀測器以使控制系統(tǒng)可應(yīng)用于狀態(tài)變量不可測量的 情況，并分析模糊跟蹤控制器及其模糊觀測器穩(wěn)定的充分條件及模糊跟蹤控制器和模糊觀 測器分步設(shè)計后系統(tǒng)整體穩(wěn)定的充分條件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合H2/H∞魯棒模糊跟蹤控制算法，將需要跟蹤的給定軌跡及被控對象所受外界干擾的內(nèi)模嵌入到控制系統(tǒng)中，抵消跟蹤軌跡與外界干擾的傳遞函數(shù)中包含的不穩(wěn)定極點，其中，還需要通過系統(tǒng)的H2性能指標(biāo)及T-S模糊模型中子系統(tǒng)輸出方程的逼近誤差來更完整地描述實際的非線性系統(tǒng)。本發(fā)明混合H2/H∞魯棒模糊跟蹤控制算法，它通過基于T-S模糊模型的魯棒跟蹤控制策略，以電站中速磨為對象，混合H2/H∞魯棒模糊跟蹤控制算法能很好地跟蹤給定軌跡，而且滿足對特性未知干擾抑制程度的H∞性能指標(biāo)與控制過程中的H2優(yōu)化性能指標(biāo)，能夠更好地研究電站中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的魯棒性。
文檔編號G05B13/00GK101923316SQ20091005275
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者付敬奇, 劉成良, 李紅詞, 許大慶, 費敏銳, 賈廷綱, 黃建民 申請人:上海電氣集團股份有限公司