双曲余弦增益的非线性PI蒸汽温度控制研究

本文针对大惯性、纯滞后的蒸汽温度控制对象,基于双曲余弦增益的非线性理论,设计了一种蒸汽温度控制对象的非线性PI控制系统。通过Matlab/simulink软件对单回路和串级汽温系统在阶跃扰动下工况进行组态和仿真,结果表明:双曲余弦增益的非线性PI控制器对蒸汽温度控制系统的动态性能改善显著,系统稳定性强,超调小,调节时间明显缩短,具有良好的抵抗干扰能力和鲁棒性。利用双曲余弦增益的非线性PI控制器较好解决了一类大惯性、纯滞后非线性对象的控制难题。     

热分散机温度二自由度串级控制

废纸制浆过程中热分散机温度控制效果由于加热过程存在滞后、蒸汽管道压力随负载的波动和进热分散机进浆浓度的变化而受到影响,针对温度控制要求和工艺特点,设计二自由度串级控制结构。该方法将串级控制和二自由度控制结合起来,把系统的目标值跟踪特性和干扰特性分离后进行设计。经实际运行表明,系统响应速度快,超调量小,有较强的鲁棒性,提高了系统的控制品质。     

过热蒸汽温度串级模糊控制

针对传统过热蒸汽温度串级控制参数固定不变,不能在线调整的缺点,应用模糊控制技术,设计了锅炉过热蒸汽温度模糊控制系统,并用仿真工具进行了对比仿真研究。仿真结果表明,采用模糊控制可获得比使用传统PID控制更为理想的调节效果,其综合控制品质指标提高,可以消除振荡,减小调节时间,降低了超调幅值。     

基于粒子群算法的二次再热机组主蒸汽温度优化控制

针对二次再热机组主蒸汽温度控制中,被控对象通常具有严重的非线性、滞后性、时变性等特点,采用传统的串级PID控制很难得到满意的动态响应特性这一问题,分析了二次再热机组热力系统,提出基于粒子群算法整定的主蒸汽温度优化控制方法,实现对串级控制系统主回路PID控制器参数的快速优化。基于Matlab/Simulink平台,对被控对象模型进行阶跃响应实验,仿真结果表明,经粒子群算法优化之后调节回路的控制性能较ZN整定方法明显提高。该优化控制方法不仅保留了串级控制系统抗内扰能力强的优点,同时有效地解决了主蒸汽温度控制系统中稳定性与准确性之间的矛盾,增强了系统对不确定因素的适应性,对工程应用具有一定指导意义。     

碘化反应集散控制系统设计与温度控制实现

针对碘化反应存在温度控制精度低、物料配比调节难等问题,基于工艺流程分析,采用集散控制技术搭建和利时(Hollys)集散控制系统(DCS)架构,完成动态数据显示和报警瞬时动作等监控功能组态.设计主回路温度定值控制-副回路温度随动控制的串级控制器,克服反应釜锅炉夹套热传导的温度影响.进一步引入和利时比例-积分-微分(HSPID)方法,提出反应釜温度串级控制的HSPID算法,避免微分作用引起的扰动.运行测试结果表明:衰减比稳定在4:1内,温度控制在68℃允许范围内,且监控实时性好.     

一种相变储能电锅炉的蓄放热温度控制方法

针对相变储能电锅炉温度控制系统具有大惯性、大滞后的特性,提出一种基于串级PID的温度控制方法。通过控制循环风道风量控制电锅炉的出水温度,串级控制系统副回路根据电锅炉换热器一次侧出风温度变化控制调节阀开度,对循环风道风量进行粗调;主回路根据电锅炉出水温度变化协调控制循环风机转速与调节阀开度,对循环风道风量进行细调,使电锅炉出水温度达到目标值。其中主调节器采用PID控制,副调节器采用P控制。利用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明提出的控制方法能够实现对电锅炉出水温度的稳定控制,并具有一定抗干扰能力。     

DMF回收系统闭环控制的实现方案及算法分析

为了得到较高纯度的二甲基甲酰胺(DMF),针对DMF回收系统参数特性,提出一种压力、流量的单闭环控制系统和精馏塔串级温度控制方案。单闭环控制系统由上位机、PLC、压力传感器、流量计和电动阀组成。精馏塔温度串级控制系统中,主环是模糊自适应PID温度控制,副环是常规PI流量控制。现场测试及仿真结果表明,FM355C闭环控制和模糊自适应PID串级控制具有良好的稳定性、响应快和超调量小的特性。     

基于非线性微分几何理论的半间歇聚合釜温度控制器设计

半间歇聚合反应具有强非线性、时滞、时变的特点,反应机理复杂,其温度控制一直是难点。应用传统的串级PID控制结构,无法保证温度控制在允许的误差范围内。为保证产品质量,设计了一个非线性控制器来提高温度控制精度。根据Chylla-Haase反应器模型,利用非线性微分几何理论,通过微分同胚和状态反馈,实现输入-输出精确线性化,在此基础上引入误差渐近跟踪项和积分器,设计出温度渐近跟踪控制器,通过调整控制器参数,可达到误差快速指数衰减。仿真结果表明该控制器在设定值跟踪和抗干扰方面明显优于串级PID控制器及模糊串级PID。     

甲烷气体检测中半导体激光器的温度控制

采用可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）的气体浓度检测系统,其半导体激光器（LD）的输出波长在注入电流恒定的情况下受温度影响很大。高精度的LD温度控制能够保证光源输出光谱的中心波长位于待测气体吸收峰。针对LD温度控制技术的特点,采用两级温度控制的思想,一级保证LD外部工作环境温度稳定在一个小的区间内,另一级是以LD组件热电制冷器（TEC）和热敏电阻（RT）结合模拟的比例—积分（PI）环节来实现温度稳定。实验结果表明,设计的温度控制系统具有良好的稳定性,检测精度可达0.01℃,满足实验的要求。     

基于Matlab的锅炉过热汽温模糊控制系统仿真

针对电站锅炉过热蒸汽温度PID串级控制系统的效果并非十分理想的现状，应用Matlab的模糊推理工具箱，设计了锅炉过热蒸汽温度模糊控制系统，并用Simulink进行了对比仿真研究，结果表明，应用模糊控制可获得比使用传统PID控制更为理想的调节效果，不论在何种扰动下，其综合控制品质指标都比较高，动态过渡过程时间比较短，基本上可以消除振荡，超调幅值也比较小．     

基于模糊免疫PID算法的温度控制系统研究

目前温控系统中最常用的是串级控制方法,但这种方式存在一定不足,调控质量也不能很好的满足生产需求。文章在串级控制方法的基础上,着重研究其算法优化的可行性,尝试将模糊机制、免疫算法和PID控制方式相融合,改进原有的控制方法,并进行仿真验证。结果表明,这种新算法可以有效提高温度控制的效率和精度。     

乌江流域水光互补梯级蓄能调度图绘制

为适应大规模光伏出力接入乌江流域与梯级水电站联合调度、打捆送出的新要求,基于流域实际蓄能控制方式提出了水光互补模式下梯级水电站分期发电策略,确定了汛初、年末关键时间节点的蓄能合理范围,据此绘制了水光互补梯级蓄能调度图,以指导中长期水光互补调度。实例验证结果表明,与流域梯级水电站实际发电量相比,水光互补梯级蓄能调度图能够提高系统发电量0.7亿~2.1亿kW·h；水光互补梯级蓄能调度图编制过程简单、合理,优化调度结果符合实际,可用于乌江流域中长期水光互补优化调度。     

基于串级PID的机器鱼位姿控制算法

针对三关节仿生机器鱼的位姿控制问题, 首先, 介绍三关节仿生机器鱼的硬件结构及其运动控制系统; 其次, 基于期望位姿建立坐标系, 构建机器鱼的位姿误差模型； 再次, 在串级比例-积分-微分(PID)控制系统的基础上, 提出基于串级PID的仿生机器鱼位姿控制算法; 最后, 在URWPGSim2D仿真平台和多水下机器人协作控制系统平台下分别进行算法仿真实验和实体实验. 实验结果表明: 与时变反馈控制算法相比, 基于串级PID算法的仿真机器鱼到达目标位姿所用时间增加, 但位置误差和方向角误差减小, 位姿控制的精度提高; 仿生机器鱼到达期望位姿所用时间为14.4 s, 位姿误差为(-3像素,-4像素,0.062 rad), 基本满足循迹和搬运等应用要求, 验证了算法的有效性.     

电厂过热汽温串级系统的约束预测控制

针对实际电厂过热汽温系统中减温水阀门受到物理约束限制,外环控制器计算的设定值造成执行机构饱和从而影响系统性能的问题,提出了串级预测控制算法,并采用约束预测控制算法进行求解,在系统约束范围内求得系统性能的优化解,对电厂过热汽温控制系统进行了仿真论证.仿真结果表明,过热汽温系统控制量能被有效控制在约束范围内,并且系统保持了良好的运行结果.     

地铁车辆安全检测系统研究

地铁是城市公共交通的重要组成部分,确保地铁运行的高效与安全是地铁车辆安全监测系统的重要使命,地铁车辆安全监测系统可以对地铁运行中轴承温度、车轮磨损程度进行全程监控,一般来说地铁运行对地铁轴承温度控制有一定要求,要确保其温度在可控范围之内,轴承温度过高处理不当会引发事故。地铁车辆安全检测系统可以通过红外线实现对地铁车辆轴承实时监控,对局部温度突然升高等异常现象会通过报警系统第一时间传达给地铁车辆安全控制人员,与此同时该检测系统还可以对地铁车辆关键部位如车轮的擦伤、磨损等利用系统设置的震动传感器进行检测,检测结果可以为地铁车轮检修人员提供依据,系统配有车号自动识别功能,为检测结果进行精确定位,为车辆的安全运行提供保障。因此加强对地铁车辆安全检测系统的研究对促进我过地铁安全高效的运行具有重要意义。     

带降维观测器和PI的鲁棒串级汽温控制系统

本文以某电厂１６５０吨／时大型锅炉过热器出口蒸汽温度控制系统为研究对象，提出了一种带有降维状态观测器和ＰＩ的鲁棒双环串级控制方法，并给出了相应的参数整定算法。经ＡＬＳＴＨＯＭ公司ＭＩＣＲＯ－ＺＴ２０计算机分散控制系统在现场的运行表明，与常规的串级控制方法相比，新方法不仅使电厂汽温控制系统对电力负荷大波动等具有更强的自适应能力（即鲁棒性），而且可推广到其它大迟延大惯性对象的控制中去。     

生物制药灭活过程的专家式串级控制

针对生物制药灭活这类典型的串联时滞过程的工程控制,文章根据专家控制器的设计原则及传统串级控制的特点,提出了一种专家式串级控制器。应用结果表明,专家式串级控制器结构简单,易于设计、调试,对串联时滞过程有良好的控制效果     

CO2混合物用于复叠制冷系统的性能

为了使R744在复叠式制冷系统中运行的最低温度突破三相点的限制，用R744与自然工质（如R170或R1150）混合组成二元混合物，使其突破R744的三相点温度，完全使用自然工质混合物替代R13，在复叠式制冷系统的低温环路中运行．通过建立固液平衡和气液平衡的模型，得到保证R744在200K不结晶的摩尔分数，并针对固定组分的二元混合物进行循环性能计算．计算结果表明，R744／R170的一种混合物在相同的冷凝和蒸发温度下与R13相比，压缩比相同，压力曲线非常接近，单位容积制冷量、单位质量制冷量和制冷系数相差不大，具有与R13相近的循环性能．质量比为2：8的R744／R170混合物是R13的理想的自然工质替代物．