[发明专利]一种混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法

说明书

技术领域

本发明涉及电站系统领域，尤其涉及一种适用于大型电站综合自动化系统的基于T-S模糊模型的混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法。

技术背景

电站系统就是一个典型的复杂工业系统，其内部包含的系统元素众多、结构庞大、检测数据和模型变量多，同时，系统变量之间的耦合关系严重，存在着多个具有时变、大滞后、非线性等复杂特性的生产环节，这些环节无法使用传统的传递函数来对其进行精确的数学描述，也不能应用现代控制理论中的状态方程来对其进行处理。为控制实现手段的自动化装置，经历了组合式气动单元控制仪表系统、基于电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中型计算机控制系统、分散型控制系统(DCS)，以及现场总线控制系统(FCS)和基于WEB的控制系统等几个发展阶段，在现代工业过程广泛采用DCS或FDCS等网络控制系统来对电站系统进行控制。

网络控制系统是以网络为基础的分布式测控系统。作为新一代的工业控制系统，网络控制系统通过一系列的通信信道构成一个或多个控制闭环，同时具备信号处理、优化决策和控制操作的功能，可以灵活、方便地应用于大范围区域的控制，并实现整个网络的数据共享。与传统的控制系统相比，网络控制系统具有控制功能分散、可以实现资源共享、远程操作与控制、具有良好的开放性和设备的互操作性、系统信息集成和设备诊断方便、安装与维护简便、能有效减少系统的重量和体积以及投资成本等诸多优点。

但同时，由于大型网络控制系统中的信息源很多，信息的传送要分时占用网络通信线路，而网络的承载能力和通信带宽有限，必然造成信息的碰撞、重传等现象的发生，使得信息在传输过程中不可避免地存在时延。时延由于受到网络所采用的通信协议、网络当时的负荷状况、网络的传输速率和信息包的大小等诸多因素的影响，而呈现出或固定或随机、或有界或无界的特征，导致控制系统性能的下降甚至不稳定，同时也给控制系统的分析、设计带来了很大的困难。传统的控制理论在对系统进行分析和设计时，往往做了很多理想化的假定，如单采样频率、同步控制、无延时传感和调节，而在网络控制系统中，特别是大型工业网络控制系统中，由于网络信息源众多，控制回路中存在网络迟延，上述假定通常是不成立的。因此需要针对网络控制系统的特点，将先进的控制策略引入到网络控制系统研究中，更好地分析和设计网络控制系统及其算法，才能进一步适应并促进其在现代工业生产领域的应用与推广。因此开展面向电站的网络控制研究具有重要的理论意义和实际指导价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种适用于大型电站综合自动化系统的基于T-S模糊模型的混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法，它通过基于T-S模糊模型的鲁棒跟踪控制策略，以电站中速磨为对象，能够更好地研究电站中网络学习控制系统的鲁棒性。

实现上述目的的技术方案是：一种混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法，其中，将需要跟踪的给定轨迹及被控对象所受外界干扰的内模嵌入到控制系统中，抵消跟踪轨迹与外界干扰的传递函数中包含的不稳定极点，从而使非线性系统的输出可以渐近跟踪给定轨迹并抑制干扰，其中，还需要通过系统的H2性能指标及T-S模糊模型中子系统输出方程的逼近误差来更完整地描述实际的非线性系统。

上述的混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法，其中，还通过制造一模糊跟踪控制器及其对应的模糊观测器以使控制系统可应用于状态变量不可测量的情况，并分析模糊跟踪控制器及其模糊观测器稳定的充分条件及模糊跟踪控制器和模糊观测器分步设计后系统整体稳定的充分条件。

本发明的有益效果是：本发明的混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法能很好地跟踪给定轨迹，而且满足对特性未知干扰抑制程度的H∞性能指标与控制过程中的H2优化性能指标，能够更好地研究电站中网络学习控制系统的鲁棒性。

具体实施方式

下面将通过一实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一种混合H2/H∞鲁棒模糊跟踪控制算法，将需要跟踪的给定轨迹及被控对象所受外界干扰的内模嵌入到控制系统中，抵消跟踪轨迹与外界干扰的传递函数中包含的不稳定极点，从而使非线性系统的输出可以渐近跟踪给定轨迹并抑制干扰，其中，还需要通过系统的H2性能指标及T-S模糊模型中子系统输出方程的逼近误差来更完整地描述实际的非线性系统。

为了使控制系统可应用于状态变量不可测量的情况，还制造一模糊跟踪控制器及其对应的模糊观测器，并分析模糊跟踪控制器及其模糊观测器稳定的充分条件及模糊跟踪控制器和模糊观测器分步设计后系统整体稳定的充分条件。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。