基于镜像映射原理的LNG液舱压力维持系统H_∞优化控制

吴晓雪¹，张国庆^2,3，张卫东³

1. 大连海洋大学信息工程学院2. 大连海事大学航海学院3. 上海交通大学电子信息与电气工程学院

摘 要：针对LNG液舱压力维持系统的压差控制问题,提出一种基于镜像映射原理的H∞优化控制算法.对该压力维持系统的非线性数学模型进行线性化处理,得到一类具有积分不稳定时滞形式的线性模型,采用镜像映射技术将该模型的不稳定极点映射到其关于虚轴对称的复平面左半平面,构建其镜像稳定模型.进而采用H∞最小灵敏度优化算法设计该镜像稳定模型的控制器,分析可知,该控制律能够有效镇定原积分不稳定系统且满足H∞优化性能要求.所设计的控制器可等效为PID控制串联一个二阶滤波器,仅需对滤波器的"稳定度"单个参数进行整定,并引入图形稳定理论对闭环系统中该参数的精确稳定域进行定量分析.仿真结果验证了所提出算法的有效性和优越性.

关键词：LNG液舱;压力维持系统;镜像映射;最小灵敏度优化;鲁棒控制;图形稳定理论;