串级不稳定时滞过程的二自由度Smith预估控制

针对串级不稳定时滞过程提出了一种改进的二自由度Smith预估控制方法.该方法在副回路采用了内模PID控制,快速消除了副回路干扰对系统性能的影响.主回路采用了二自由度Smith预估控制方法,首先使用了PD控制器将不稳定时滞过程转换为稳定时滞过程,然后在设定值跟随控制回路中引入了通过Bode理想传递函数设计的分数阶控制器,...     

时滞过程控制算法分析

针对时滞过程比较常用的Ｓｍｉｔｈ预估器和Ｄａｈｌｉｎ控制器,应用内模控制原理揭示了内模控制器和Ｓｍｉｔｈ预估器、Ｄａｈｌｉｎ控制器的内在联系,并指出Ｓｍｉｔｈ预估器和Ｄａｈｌｉｎ控制器所存在问题的本质原因,最后给出时滞过程的内模控制器设计方法。     

一种反向响应时滞过程的二自由度控制方法

针对反向响应时滞系统,基于改进的二自由度(2-DOF)Smith预估器控制结构提出一种内模控制器设计的方法。这种结构使系统的跟随性能和干扰抑制性能解耦,设定值跟随控制器结合了Smith预估控制器和内模控制器的优点,干扰抑制控制器提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性,克服了传统Smith预估器的不足。理论分析和仿真结果表明了该文方法使系统具有良好的设定值跟随性能、干扰抑制性能和良好的鲁棒性。     

基于扰动跟踪的Smith预估器

在讨论了Smith预估器优缺点的基础上,提出了一种修正的Smith预估器．该预估器引入闭环反馈控制,结构简单,且能跟踪扰动．对含有积分环节的对象,进行了仿真．仿真结果表明,模型匹配时具有同Smith预估器同样的效果：当模型不完全匹配时通过校正,使得系统的工作更加稳定．     

时滞不稳定系统的串级内模控制

对于工业控制过程中的时滞不稳定过程,提出串级内模控制设计方法.为避免开环不稳定极点对系统的稳定鲁棒性和抑制扰动能力的影响,对控制器进行了稳定鲁棒性以及抑制扰动能力的分别设计,首先利用反馈方法整定内环的不稳定系统,然后设计前馈-反馈控制来抑制被控过程的扰动;最后使用内模控制方法对时滞被控过程进行串级外环控制,以达到对给定值的跟踪.仿真结果表明所提出的控制方法能很好地解决稳定鲁棒性和抑制扰动的均衡,且对于控制系统中过程变化引起的模型失配,可通过调整内模控制器的滤波器时间常数λ来提高控制系统的鲁棒性.     

积分时滞对象的一种新型复合控制策略

针对Smith预估器控制积分时滞对象时的鲁棒稳定性不强，且常值负荷扰动导致输出静差等问题，提出了一种负荷扰动补偿-预测比例积分复合控制策略．基于期望的互补灵敏度函数，反推出一个预测比例积分控制器用于稳定被控对象，并保证设定值扰动过程中的动态品质，同时设计了一个纯比例作用的负荷扰动补偿器，以消除负荷扰动对被控输出的影响．该控制策略有两个工程物理意义明确的可调参数，且参数的整定过程相对独立．仿真结果表明，在模型失配和负荷扰动存在的情况下，该系统仍可保持稳定的被控输出和光滑的控制作用，有较好的鲁棒稳定性和良好的动态调节品质．     

基于线性自抗扰的烷氧基化装置温度控制系统

烷氧基化装置温度控制系统具有大时滞特性,温度高效控制困难.建立系统数学模型;提出内环为PD控制器,外环为Smith预估器与线性自抗扰控制相结合的控制策略,以解决时滞系统采用自抗扰控制时扩张状态观测器输入信号不同步及Smith预估器抗扰能力差的问题;设计线性自抗扰控制器;从不同点加入扰动进行数值仿真实验,仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

基于时滞补偿的气动系统位置控制仿真

为解决气动系统在控制过程中出现的时滞性、非线性性和外部干扰等问题,提出了一种基于时滞补偿的模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)控制的策略。首先,分析气动系统的工作原理,建立气动系统的机理模型。其次,针对气动系统存在的时滞特性,在Smith预估器的结构中引入干扰观测器,并使用改进的Smith预估器来补偿系统的纯滞后环节。最后,为提高位置控制精度,设计了具有自整定能力的模糊PID控制器。仿真结果表明,改进的Smith预估器与模糊PID控制相结合的策略能够保证系统的稳定输出,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。     

模糊内模预估控制在烟叶复烤中的应用

烟叶复烤过程是一个不确定的时滞系统,为了对时滞性进行有效的控制,本文提出了一种新的模糊内模预估控制方法。它的最大特点是采用智能化的模糊模型预估器作为被控过程的内部模型,对实际输出起预测作用,从而克服时滞对系统带来的不利影响。同时,根据预测误差建立模糊内模控制器,在线修正、补偿被控过程的模型失配。数字仿真显示,这种控制方法优于常规控制方法,在烟叶复烤过程有广泛的应用前景。     

二阶不稳定时滞过程的二自由度Smith预估控制

针对工业中一类二阶不稳定时滞过程,提出了一种改进的二自由度Smith预估控制方法。分别采用直接综合法和内模控制方法设计了设定值跟踪控制器和干扰抑制控制器,实现了设定值跟踪与干扰抑制的完全解耦,并通过增设设定值滤波器进一步改善了系统的设定值跟踪特性,从而使系统同时具有的良好的动态特性和鲁棒性。理论分析和仿真实验验证了本文方法的有效性和优越性。     

大时滞过程双自由度自整定内模控制

借助双控制器设计技术和继电反馈辨识方法，提出了一种双自由度自整定内模控制器(自整定TDF—IMC)．通过改进的继电反馈辨识方法获得被控对象模型参数，根据所得模型分别设计设定值跟踪IMC和干扰衰减IMC，并给出TDF—IMC滤波时间常数的自整定规则．给出的自整定TDF—IMC不但提高了传统IMC的控制性能和鲁捧性，而且控制器设计同传统IMC类似，设计过程非常简单．     

时滞系统增益自适应内模PID控制

为解决典型工业过程中大时滞系统难于控制的问题,提出一种增益自适应内模PID(Proportional Integral Differential)控制方法.对时滞系统纯滞后环节一阶Pade逼近后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再应用Adaline人工神经网络动态获取被控对象的增益,从而自动调节控制器的比例系数.由仿真结果可见,当增益自适应控制方法投入跟踪后,超调从投入前的23%减为投入后的9%,该控制方法能克服增益变化对系统控制性能的影响,显著改善控制品质.     

静电陀螺支承系统的内模控制

针对静电陀螺支承系统超前-滞后PID控制器参数确定过程的复杂性,引入反馈控制器处理不稳定对象,处理后的对象采用一种改进的内模控制方法,推导了内模控制静电支承控制器的传递函数和系统闭环传递函数.结果表明,控制器可由新的稳定对象的逆、不稳定分量和一个低通滤波环节相乘得到,确定过程简单.给出了MATLAB环境下的仿真实验,仿真结果表明,采用内模控制的静电陀螺支承系统跟踪无静差,控制效果良好.     

Smith预估控制器算式的改进

Smith预估器是一种重要的控制系统结构,可以应用于纯滞后补偿控制。本文介绍一种精确、可用的Smith预估控制器算式,这种算式由PID模块与Smith预估模块组成。PID模块算式与G(s)模块算式由虚拟零阶保持器z变换来拟合,G(s)e-τs模块算式由虚拟一阶保持器z变换来拟合。e-τs单元由具有双指针的循环器构成。这种算式具有很高的拟合精度。     

针对不稳定对象的三自由度内模控制

针对部分内模控制（Partial Internal Model Control）仅有一个可调节参数，性能调节不明确，调节范围小等不足，提出部分内模控制与三自由度内模控制相结合的控制器设计方法.理论分析和仿真结果表明，这种方法对存在干扰和模型失配的不稳定对象具有调节参数明确，控制效果好，调节范围明显增大的优点.     

不稳定时滞过程的二自由度PID控制

针对一类不稳定时滞过程，采用双环控制结构，首先使广义对象稳定，然后按内模控制原理设计了一种二自由度PID控制器．所设计的控制器具有两个可调参数，且被调参数与系统性能直接相关，可使系统同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性．仿真结果证明了它的有效性.     

带预测的模糊-PI算法在惯导温控系统中的应用

研究一种带误差预测的模糊-PI控制算法，并将该控制算法应用在惯导系统温控回路中，采用了带自调整因子的模糊控制规则加快系统响应时间，并加入了稳态PI控制提高系统精度，利用Smith预估器的思想，预测过程的误差和误差变化，解决了过程纯滞后对控制性能的影响，计算机仿真表明，系统具有反应快，超调小和稳态性能好的特点，能够达到惯导温控系统的要求。     

基于Smith预估器的PCR仪时滞温控系统

为了解决聚合酶链式反应(PCR)仪温度控制中的纯滞后问题,在试验数据的基础上,基于Matlab搭建仿真模型.仿真结果表明,加入Smith预估补偿环节可以较好地解决纯滞后效应带来的积分累积问题.将仿真得到的方法移植到实际的控制中,可获得良好的控制效果.最后提出添加一个比例-积分-微分(PID)控制器的改进算法,用以解决Smith预估控制算法中鲁棒性不强的问题.     

IMC-PID控制器参数扩展整定方法的改进

对用于时滞对象的IMC-PID控制器参数扩展整定方法进行了改进,修正了扩展整定公式,评价了扩展整定方法中的不足。