串级连续搅拌反应釜的有限时间命令滤波控制
作者:
作者单位:

1.青岛理工大学;2.华南理工大学

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP273

基金项目:

国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目),山东省重点研发项目,山东省自然科学基金项目,中国博士后面上项目,南宁市科学研究与开发计划项目——重点研发类


Finite-time command filter control of cascade continuous stirred tank reactors
Author:
Affiliation:

1.Qingdao University of Technology;2.South China University of Technology

Fund Project:

The National Natural Science Foundation of China (General Program, Key Program, Major Research Plan),the Key R & D project of Shandong Province,the Natural Foundation of Shandong Province, the General Program of China Postdoctoral Science Foundation, and the Key R & D Projects of Scientific Research and Development Program of Nanning.

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    摘要:

    针对串级连续搅拌反应釜系统的快速精准跟踪控制问题, 本文利用自适应反步控制方法、 模糊逻辑系统、命令滤波器和有限时间控制技术设计了串级连续搅拌反应釜系统的有限时间命令滤波控制器. 其中,自适应反步方法使系统控制器的设计更简单; 模糊逻辑系统通过逼近系统模型中的复杂非线性函数使控制器的在线计算量更小; 命令滤波器解决了经典反步法带来的“计算爆炸”的问题; 有限时间控制方法使系统被控量更迅速的跟踪其参考值; Lyapunov稳定性分析证明了系统的稳定性. MATLAB实例仿真验证了所设计控制器的有效性和可行性,为有限时间命令滤波控制技术在实际串级连续搅拌反应釜过程中应用提供指导。与现有控制方法相比,该控制策略具有控制器结构简单、在线计算复杂度小、跟踪速度快、无静差的优点.

    Abstract:

    In this paper, a finite-time command filter adaptive fuzzy backstepping controller is designed for the cascade continuous stirred tank reactors system. The backstepping adaptive method makes the controller design of the cascade continuous stirred reactor system simpler. The fuzzy logic system is used to approximate the complex nonlinear function in the system dynamic model, which can reduce the on-line calculation of the controller. The command filter technique is able to solve the ``computing explosion"" problem caused by classical backstepping control. The finite-time control method makes all output signals of the system can converge the reference variables fast and robust. The stability of the closed-up system is proved by Lyapunov analysis. Finally, MATLAB simulation results shows the effectiveness of the proposed controller.

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  • 收稿日期:2021-01-30
  • 最后修改日期:2021-05-14
  • 录用日期:2021-06-03
  • 在线发布日期: 2021-07-01
  • 出版日期: