解耦控制
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解耦控制的目的
- 解耦系统的目的是寻求适当的控制律，使输入输出相互关联的多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，以此构成独立的单回路控制系统，获得满意的控制性能。
解耦控制系统的分类
-
由相对增益和系统耦合关系可以将解耦控制系统分为以下4类：
1.相对增益均为0（或1）通道间无耦合，可以根据相对增益显示的输入输出配对实现系统无耦合控制；
2.相对增益数值均接近于1（或0），通道间存在弱耦合，系统可近似按无耦合处理，要求较高时刻采取抗干扰措施实现良好解耦；
3.相对增益大于1（小于0），系统间存在正反馈，应对系统采取适当的整定措施消除正反馈；
4.相对增益在0.5附近，系统通道间存在强耦合，应采取解耦措施。
解耦控制的设计方法
-
解耦控制的设计方法主要有三种：
1.前馈补偿解耦设计
前馈解耦环节：N
根据不变性原理得：
U1(s)G21(s)+U1(s)N21(s)G22(s)=0
U2(s)G12(s)+U2(s)N12(s)G11(s)=0
推出：N21(s)=G21(s)/G22(s)
N12(s)=-G12(s)/G11(s)
将前馈解耦环节和整个控制系统有机的结合在一起，在经过等效变化即可直观的看到消除耦合的效果。
2.对角矩阵解耦设计
其具体思路是解耦环节的传递函数N(s)与被控过程的传递函数G(s)的乘积Gp(s)成为对角阵，消除多变量被控过程变量之间的相互耦合。
3.单位矩阵解耦设计
与对角矩阵解耦设计大同小异
