线性MIMO系统的解耦控制
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基 于 结 构 特 性指 数 组 成 ｐ ｎ矩 阵 ： ｘ
（） ３
进行 “ 解耦 ” 寻 求 合适 的控 制 规 律 ， 输 入 输 出相 互 关 联 的 的 多 。 使 变 量 系 统 实 现 每 一个 输 出仅 受 相 应 的一 个 输 入 所 控 制 ，每 一个
输 入也 仅 能 控 制 相应 的一 个 输 出 ，从 而 运 用 经 典 的控 制 系 统 综
ｃ ’ ’ １
ｉ
合 方 法 进 行 系 统 校 正 ， 使 系 统 的 动 、 态 性 能 及 各 项 指 标 满 足 以 静
工程 需 要 ， 现 自治 控 制 。 样 的 系统 由于 各 输 入输 出之 间 的 影 实 这 响 变得 很 小 ， 系统 的性 能 可 以 得 到显 著 的改 善 。 文 主要 通 过 状 本
现 代 复 杂 工业 生 产 过 程 中 ，受 控 对 象 之 间 的 耦 合 问题 是普 遍 存 在 的一 种 现 象 ，因 此 研 究 ＭＩ 系统 的解 耦 控 制 策 略 ， ＭＯ 并 把 它们 用 于 过 程 控制 ，对 于提 高 生 产 效 益 和 保 障 系 统 安 全 运 行
具 有 很 重 要 的 现 实意 义 。 多数 情 况 下 ， 合 的存 在会 使 系 统 的 性 能 变 差 ， 此 ， 耦 为 必须
ｃ
进 而 ， Ｅ为 非 奇 异 即 ｄ ｔＥ 令 ｅ ≠０ 取 ｛ ， Ｌ∈Ｒ ， Ｐ Ｋ∈Ｒ ｝ ： Ｐ Ｐ 为
Ｋ＝ Ｆ Ｌ Ｅ Ｅ ，＝ （） ４
态反馈 耦方法使关联系统解耦。
１ 解 耦 算 法
由此 导 出 的 包含 输 入 变 换 状 态 反馈 系统 ：
ｆ Ｂ －Ｆ ｘ ＢＥ Ａ— Ｅ ） ＋ －Ｖ
．
状 态 反 馈 解 耦 方 法分 为动 态 解 耦 和 静 态 解 耦 。考 虑 包 含 输 入 变换 的状 态 反 馈 系 统 ， 易 导 出 系统 状 态 空 间 的描 述 为 ： 容
ｘ （ Ｂ ｘＢ ： 一 Ｋ） ＋ ＬＶ
ｙ Ｃ ＝ ｘ （） 百度文库
Ｃ ｘ
（） ５
为积 分 型 解 耦 系 统 ， 闭 环传 递 函数 矩 阵 具 有形 式 ： 即
结 果 表 明 ， 态反 馈 解耦 的效 果 较 好 ， 显 著 改 善 系统的 动 、 态性 能 。 对 如 何使 用状 态反 馈 动 、 态解 耦 方 法 使 系统 解 耦 状 能 静 静
且 性 能 提 高 ， 研 究 的 主要 问题 。 通 过 对 工 业现 场 常 见 的 两输 入 两输 出 系统进 行 分析 ， 一 步验 证 了该 方 法 的优 良特 性 。 是 进 关 键 词 ： 合 ， 态反 馈 ， Ａ Ｌ Ｂ， 真 耦 状 Ｍ ＴＡ 仿
下 面 以 动 态解 耦 为 例 说 明 解耦 过程 。 给 定 方 线 性 时 不 变 受 控 系 统 ｛ ∈Ｒ ， Ａ Ｂ∈Ｒ ＰＣ ＥＲ● ●● ｒ ＿ － Ｊ ， ｒＰ ， ● ｝●『 基 于 结 构 特 性 向 量组 成 ｐ ｐ矩 阵 ： ｘ
ｓ
一 『 ＋
Ｅ ［ １… ］ ＝Ｅ
Ｇ Ｌ Ｓ ＝ ｓ一 Ｂ Ｋ （） ｃ（ ｜Ａ＋ Ｅ１ Ｂ Ｅ１
系 统传 递 函数 矩 阵 为
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《 业 控 制 计 算 机 ｝ ０ ２年第 ２ 工 ２１ ５卷 第 ８期
６ ３
线性 ＭＩ ＭＯ系统的解耦控制
张 丹 陈 华 史 成城 （ 新疆大学电气工程学院， 新疆 乌鲁木 齐 ８ ０ ４ ） ３ ０ ７
摘 要
主 要 对 工 业 现 场 经 常 存 在 的 耦 合 现 象进 行 研 究 ， 论 如 何 利 用状 态反 馈 解 耦 方 法 使 线 性 Ｍ 讨 Ｊ ＭＯ 系统 实现 解 耦 ， 真 仿
（） ３
进行 “ 解耦 ” 寻 求 合适 的控 制 规 律 ， 输 入 输 出相 互 关 联 的 的 多 。 使 变 量 系 统 实 现 每 一个 输 出仅 受 相 应 的一 个 输 入 所 控 制 ，每 一个
输 入也 仅 能 控 制 相应 的一 个 输 出 ，从 而 运 用 经 典 的控 制 系 统 综
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合 方 法 进 行 系 统 校 正 ， 使 系 统 的 动 、 态 性 能 及 各 项 指 标 满 足 以 静
工程 需 要 ， 现 自治 控 制 。 样 的 系统 由于 各 输 入输 出之 间 的 影 实 这 响 变得 很 小 ， 系统 的性 能 可 以 得 到显 著 的改 善 。 文 主要 通 过 状 本
现 代 复 杂 工业 生 产 过 程 中 ，受 控 对 象 之 间 的 耦 合 问题 是普 遍 存 在 的一 种 现 象 ，因 此 研 究 ＭＩ 系统 的解 耦 控 制 策 略 ， ＭＯ 并 把 它们 用 于 过 程 控制 ，对 于提 高 生 产 效 益 和 保 障 系 统 安 全 运 行
具 有 很 重 要 的 现 实意 义 。 多数 情 况 下 ， 合 的存 在会 使 系 统 的 性 能 变 差 ， 此 ， 耦 为 必须
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进 而 ， Ｅ为 非 奇 异 即 ｄ ｔＥ 令 ｅ ≠０ 取 ｛ ， Ｌ∈Ｒ ， Ｐ Ｋ∈Ｒ ｝ ： Ｐ Ｐ 为
Ｋ＝ Ｆ Ｌ Ｅ Ｅ ，＝ （） ４
态反馈 耦方法使关联系统解耦。
１ 解 耦 算 法
由此 导 出 的 包含 输 入 变 换 状 态 反馈 系统 ：
ｆ Ｂ －Ｆ ｘ ＢＥ Ａ— Ｅ ） ＋ －Ｖ
．
状 态 反 馈 解 耦 方 法分 为动 态 解 耦 和 静 态 解 耦 。考 虑 包 含 输 入 变换 的状 态 反 馈 系 统 ， 易 导 出 系统 状 态 空 间 的描 述 为 ： 容
ｘ （ Ｂ ｘＢ ： 一 Ｋ） ＋ ＬＶ
ｙ Ｃ ＝ ｘ （） 百度文库
Ｃ ｘ
（） ５
为积 分 型 解 耦 系 统 ， 闭 环传 递 函数 矩 阵 具 有形 式 ： 即
结 果 表 明 ， 态反 馈 解耦 的效 果 较 好 ， 显 著 改 善 系统的 动 、 态性 能 。 对 如 何使 用状 态反 馈 动 、 态解 耦 方 法 使 系统 解 耦 状 能 静 静
且 性 能 提 高 ， 研 究 的 主要 问题 。 通 过 对 工 业现 场 常 见 的 两输 入 两输 出 系统进 行 分析 ， 一 步验 证 了该 方 法 的优 良特 性 。 是 进 关 键 词 ： 合 ， 态反 馈 ， Ａ Ｌ Ｂ， 真 耦 状 Ｍ ＴＡ 仿
下 面 以 动 态解 耦 为 例 说 明 解耦 过程 。 给 定 方 线 性 时 不 变 受 控 系 统 ｛ ∈Ｒ ， Ａ Ｂ∈Ｒ ＰＣ ＥＲ● ●● ｒ ＿ － Ｊ ， ｒＰ ， ● ｝●『 基 于 结 构 特 性 向 量组 成 ｐ ｐ矩 阵 ： ｘ
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《 业 控 制 计 算 机 ｝ ０ ２年第 ２ 工 ２１ ５卷 第 ８期
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线性 ＭＩ ＭＯ系统的解耦控制
张 丹 陈 华 史 成城 （ 新疆大学电气工程学院， 新疆 乌鲁木 齐 ８ ０ ４ ） ３ ０ ７
摘 要
主 要 对 工 业 现 场 经 常 存 在 的 耦 合 现 象进 行 研 究 ， 论 如 何 利 用状 态反 馈 解 耦 方 法 使 线 性 Ｍ 讨 Ｊ ＭＯ 系统 实现 解 耦 ， 真 仿