【摘 要】
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一阶时滞系统因其在过程控制中的重要作用而受到控制理论研究的持续关注,其研究主要包括闭环系统稳定性分析和控制器设计方法两个方面。本文主要从频域角度来研究一阶时滞系统的线性自抗扰控制,通过使用Nyquist图、Bode图等工具分析系统的稳定性。完成了以下工作:第一,分析了一阶时滞系统在一阶线性自抗扰控制下的稳定性。对于稳定的时滞系统,采用忽视时滞法设计自抗扰控制器,然后利用Nyquist图分析闭环稳定
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一阶时滞系统因其在过程控制中的重要作用而受到控制理论研究的持续关注,其研究主要包括闭环系统稳定性分析和控制器设计方法两个方面。本文主要从频域角度来研究一阶时滞系统的线性自抗扰控制,通过使用Nyquist图、Bode图等工具分析系统的稳定性。完成了以下工作:第一,分析了一阶时滞系统在一阶线性自抗扰控制下的稳定性。对于稳定的时滞系统,采用忽视时滞法设计自抗扰控制器,然后利用Nyquist图分析闭环稳定性,给出了闭环系统稳定的充要条件和时滞的上界;对于不稳定的系统,研究了基于降阶扩张状态观测器设计的自抗扰控制器,利用框图变换和Nyquist图简化了稳定性分析的过程,得到了和现有结论相同的稳定性条件和时滞上界。第二,研究了一阶时滞系统线性自抗扰控制的参数整定问题。基于Ziegler—Nichols的阶跃响应曲线法,给出了一阶线性自抗扰控制的参数整定公式。Bode图分析表明,该公式得到的一阶自抗扰控制和用Ziegler-Nichols的阶跃响应曲线法得到的PI控制器具有大致相同的幅值穿越频率和相位裕量,而在抑制超调和抗高频测量噪声方面性能更佳。上述工作表明,频域法是研究一阶时滞系统线性自抗扰控制的有力工具。本文的结果有望为自抗扰控制在过程控制中的进一步应用提供理论指导。
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