9、鲁棒控制策略在生物过程中的应用

鲁棒控制策略在生物过程中的应用

1. 引言

在现代工业生物技术中，生物过程（如发酵、细胞培养等）的控制和优化至关重要。由于生物过程本身的复杂性和不确定性，传统的控制方法往往难以满足需求。鲁棒控制作为一种强大的控制理论，能够在不确定性和扰动下保证系统的稳定性和性能，因此在生物过程中得到了广泛应用。本文将详细介绍鲁棒控制策略在生物过程中的应用，帮助读者理解其原理和具体实现方法。

2. 鲁棒控制的基础理论

鲁棒控制是指设计一种控制器，使其能在不确定性和扰动下依然保持系统的稳定性和性能。其核心思想是在控制器设计中考虑系统模型的不确定性，确保控制器在各种可能的扰动下都能正常工作。以下是鲁棒控制的一些基础理论：

2.1 基本概念

• 不确定性 ：指系统模型中无法精确描述的部分，如参数变化、外部干扰等。
• 鲁棒性 ：指系统在不确定性影响下仍能保持良好性能的能力。
• 鲁棒稳定 ：指系统在不确定性影响下仍能保持稳定的特性。
• 鲁棒性能 ：指系统在不确定性影响下仍能满足性能指标的能力。

2.2 数学模型

鲁棒控制通常基于线性矩阵不等式（LMIs）和H∞控制