分布参数切换系统控制理论及其应用研究

随着切换系统研究的深入，为了得到更好的控制效果和更高的控制精度，有必要研究分布参数切换系统的控制和应用问题。本项目以分布参数系统的抽象空间发展方程模型和偏微分方程模型为基础，借鉴切换系统建模方法，分别建立分布参数切换系统模型。研究系统的稳定性，得出指数或渐近稳定的充分条件和切换律，进一步研究系统的状态反馈和输出反馈镇定以及鲁棒控制、最优控制和H∞ 控制等相关控制问题，并得出相关结论。以偏微分方程数值解算法为基础，提出分布参数切换系统的数值仿真方法，当切换律与系统状态相关时切换律难以求解时，对系统进行有限维逼近求出逼近切换律，进而完成仿真过程。运用所设计的仿真方法，对所有结论进行仿真验证。最后，以工业电窑炉为对象，研究其温度场模型及其仿真方法。提出运用分布参数多模型切换思想设计新的控制方法，提高炉内温度的均匀性，并进行仿真和实验验证。

项目以分布参数系统的抽象空间发展方程模型和偏微分方程模型为基础，借鉴切换系统建模方法，分别建立分布参数切换系统模型。研究系统的稳定性，得出指数或渐近稳定的充分条件和切换律，进一步研究系统的状态反馈和输出反馈镇定以及鲁棒控制、最优控制和H∞控制、保成本控制和容错控制等控制问题，并得出相关结论。以偏微分方程数值解算法为基础，提出分布参数切换系统的数值仿真方法，运用所设计的仿真方法，对所有结论进行仿真验证。同时，以分布参数切换系统的角度研究了工业电窑炉、双蓄热步进梁式加热炉和聚氨酯树脂反应釜等系统的温度控制问题，提出运用分布参数多模型切换思想设计新的控制方法，以满足温度分布的要求，并进行仿真和实验验证。综上所述，我们完成了项目计划书的全部任务。取得的成果丰富了分布参数系统的理论研究并为分布参数系统的智能控制、自适应控制、模糊控制以及工程应用领域提供了理论基础。在保证课题任务完成的同时还研究了其他问题，如正弦信号的频率和幅值的准确估计以及信号准确跟踪问题，VNNTF神经网络交通流量混沌时间序列预测的问题以及应用时间序列方法对风速、太阳辐射以及非线性系统的建模和预测等。