基于狀態(tài)觀測器的主汽溫控制與診斷系統(tǒng)的研究.pdf

1、華北電力大學（保定）碩士學位論文基于狀態(tài)觀測器的主汽溫控制與診斷系統(tǒng)的研究姓名：丁俊宏申請學位級別：碩士專業(yè)：控制理論與控制工程指導教師：田沛20031228華北電力大學碩士學位論文1第一章引言1.1控制理論的發(fā)展自動控制理論是與人類社會發(fā)展密切聯(lián)系的一門學科是自動控制科學的核心自動控制理論可以追溯到上一世紀從1932年奈奎斯特發(fā)表有關反饋放大器的穩(wěn)定性開始Nyquist穩(wěn)定判據(jù)Bode圖在自動控制中就起到重大作用至今這一學科已走過了6

2、0多年的歷程幾十年來控制理論受到高科技及工業(yè)系統(tǒng)發(fā)展的有力推動在航天航空航海及工業(yè)過程控制等領域中得到廣泛的應用[1]自從19世紀Maxwell對具有調速器的蒸汽發(fā)動機系統(tǒng)進行線性常微分方程描述及穩(wěn)定性分析以來經(jīng)過20世紀初NyquistBodeHarrisEvansNichols等人的杰出貢獻形成了經(jīng)典反饋控制理論基礎并于50年代趨于成熟經(jīng)典控制理論的特點是以傳遞函數(shù)為數(shù)學工具其分析和綜合方法基于根軌跡法和頻率法主要貢獻是將PID調節(jié)

3、器應用于控制系統(tǒng)中主要研究單輸入單輸出線性定?？刂葡到y(tǒng)的分析與設計但它存在著一定的局限性即對多輸入多輸出系統(tǒng)不宜用經(jīng)典控制理論解決特別是對非線性時變系統(tǒng)更是無能為力隨著20世紀40年代中期計算機的出現(xiàn)及其應用領域的不斷擴展促進了自動控制理論朝著更為復雜也更為嚴密的方向發(fā)展到了60年代由于計算機技術的成熟和發(fā)展以及所需要控制的系統(tǒng)不再是簡單的單輸入單輸出的系統(tǒng)使控制理論由經(jīng)典控制理論向現(xiàn)代控制理論過渡出現(xiàn)了以狀態(tài)空間分析(應用線性代數(shù))為

4、基礎的現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論以龐特里亞金(Pontrygin)的極大值原理貝爾曼(Belman)的動態(tài)規(guī)劃卡爾曼(Kalman)的線性濾波以及他的能控性能觀性理論為基石形成了以最優(yōu)控制(二次型最優(yōu)控制∞H控制等)系統(tǒng)辨識和最優(yōu)估計自適應控制等為代表的現(xiàn)代控制理論和設計方法現(xiàn)代控制理論從理論上解決了系統(tǒng)的能控性能觀性穩(wěn)定性以及許多復雜系統(tǒng)的控制問題1.1.1經(jīng)典控制理論的發(fā)展及基本內容經(jīng)典控制理論主要研究線性定常系統(tǒng)描述自動控制系統(tǒng)輸入

5、量輸出量和內部量之間關系的數(shù)學表達式稱為系統(tǒng)的數(shù)學模型它是分析和設計控制系統(tǒng)的基礎經(jīng)典控制理論中廣泛使用的頻率法和根軌跡法是建立在傳遞函數(shù)基礎上的線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在零初始條件下系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比是描述系統(tǒng)的頻域模型傳遞函數(shù)只描述了系統(tǒng)的輸入輸出關系沒有內部變量的表示經(jīng)典控制理論的特點是以傳遞函數(shù)為數(shù)學工具本質上是頻域方法主要研究單輸入單輸出線性定?？刂葡到y(tǒng)的分析與設計對線性定常系統(tǒng)已經(jīng)形成相當成熟的理論典