一类耦合液位系统的固定时间控制  

Fixed-time control for a class of coupled liquid level systems

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作  者:许涛 于海生[1,2] 于金鹏 XU Tao;YU Hai-sheng;YU Jin-peng(College of Automation,Qingdao University,Qingdao 266071,China;Shandong Key Laboratory of Industrial Control Technology,Qingdao 266071,China)

机构地区:[1]青岛大学自动化学院,山东青岛266071 [2]山东省工业控制重点实验室,山东青岛266071

出  处:《控制与决策》2025年第3期1035-1042,共8页Control and Decision

基  金:教育部“长江学者奖励计划”特聘教授项目(T2022265);国家自然科学基金项目(62273189,61973179);山东省自然科学基金项目(ZR2021MF005).

摘  要:针对一类耦合液位系统,提出一种基于端口受控哈密顿系统模型的固定时间控制策略.首先,从物料平衡角度选择哈密顿函数,构建耦合液位系统的端口受控哈密顿系统模型;然后,基于一种新型目标哈密顿函数,结合匹配条件设计固定时间控制器,使得系统在固定时间收敛在稳定域;接着,提出一种目标结构矩阵参数整定方法以降低控制器求解过程的复杂度,并给出目标矩阵参数与收敛时间之间的内在关联;最后,结合L_(2)增益干扰抑制理论,设计全局固定时间H_(∞)控制器.所提出控制方法能够更好地实现设定值跟踪,具有较好的鲁棒性,控制器更为简洁.通过仿真结果验证了该控制策略的有效性.A fixed-time control strategy based on the port controlled Hamiltonian system model(PCHSM)is proposed for a class of coupled liquid level systems.The Hamiltonian function is selected from the perspective of material balance and the PCHSM is constructed for the coupled liquid level systems.The fixed-time controller is designed based on a novel objective Hamiltonian function,combined with matching conditions,to enable the system to converge in the stable domain within the fixed time.The method for tuning the parameters of the target structure matrix is proposed to reduce the complexity of the controller solving process,and the intrinsic correlation between the target matrix parameters and convergence time is provided.Based on the L_(2)gain disturbance attenuation theory,the global fixedtime H_(∞)controller is designed.The proposed control method can better achieve set-points tracking,has good robustness,and the controller is more concise.The effectiveness of the control strategy is verified through simulation results.

关 键 词:非线性系统 固定时间控制 端口受控哈密顿系统模型 耦合液位控制系统 H_(∞)控制 

分 类 号:TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

参考文献:

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耦合文献:

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引证文献:

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