工业大系统第一章(中南大学).pdfVIP

2011-10-12 1 1.1大系统控制理论的发展 自上个世纪五十年代初经典控制理论 （单变量）建立以来，现代控制理论不断 发展和完善，至今人们已提出运用经典控 制理论和现代控制理论多种不同的方法来 分析和设计一个给定的系统。 2011-10-12 2 一些方法可以概括如下： 1、建立系统动态模型的方法：例如微分方 程、输入输出传递函数描述和状态空间的 方法。 2 、描述系统行为品质的方法：可控性、可 观测性和稳定性、应用劳斯-霍尔维兹判据， 奈奎斯特判据和李雅普诺夫第二方法研究 系统的稳定性。 3、控制系统运行性能的方法，如稳定反馈、 最优控制、串联补偿、极点配置等等。 2011-10-12 3 这些方法都有一个基本的前提：“集 中性”，即所有的运算都是依据系统的信 息进行的，而系统信息本身又集中在给定 的中心，也就是说集中在一个单一的地理 位置上（往往就是系统的控制器）。这种 信息模式通常可称为经典信息模式。 2011-10-12 4 大多数大系统有一个值得注意的特征， 即系统由于缺乏集中计算的能力或缺乏集 中信息，而不能保持集中性，这样的系统 具有非经典信息模式。 2011-10-12 5 大系统定义的几种观点： 1、一个系统可以解耦，即可以分解成许多 关联的子系统，那么这样的系统可以认为 是大系统； 2 、统需要一个以上的控制器时，这个系统 就可以认为是大系统； 3、大系统是将管理和控制融合在一起的系 统。 2011-10-12 6 大系统应具有这样一些（或其中的一部分）特点：  模型维数很高；  系统结构常包含有许多相互关联的子系统；  系统可以沿地理分布很广（主要是多个小系统， 如人脑，由1011个小系统（脑细胞）组成的特大系 统）；  系统模型存在不同的时标；  对系统性能的评价必须用到多个不同的目标，这 些目标间主要是冲突的，要用多目标准则进行决 策和优化。 2011-10-12 7 所谓大系统常常代表了复杂的实际系 统，大系统的多级递阶和分散的结构可以 描述任何复杂的：电力网络、城市交通网 络，数字通信网络，以及社会的、经济的、 生态的、工业的、能源的等等各种复杂的 系统。 2011-10-12 8 1.2 工业大系统控制问题的提出 大系统理论可以分为三大部分： 1、大系统的建模辨识问题，目前应用的较多的是 集结法和摄动法； 2 、大系统的稳定性问题，主要是利用Lyapunov方 法研究关联系统的稳定性； 3、研究大系统的控制方法，主要方法是递阶控制 和分散控制。 2011-10-12 9