增益自适应Smith预估控制的单片机实现

针对煤矿通风中具有时变特性的大纯滞后现象,本文提出了一种新的Smith预估补偿自适应控制方案,文中详细介绍了如何运用模型参考自适应的方法构成自适应系统,并用单片微机实现了风窗面积的自动调节.     

一种改进的自适应Smith预估器

传统的Smith预估器是基于被控对象的精确数学模型而设计的,对于缺乏精确数学模型且参数时变的大时滞系统,常规的Smith预估控制规则就很难获得令人满意的控制效果。文章在一种增益自适应Smith预估补偿器的基础上,利用信号的相关性分析技术中的平均幅度差函数,实时调整预估器的滞后时间;仿真表明,该算法具有较好的性能,加强了Smith预估器抗干扰能力,改善了参数时变的大时滞系统的鲁棒性。     

基于自适应Smith预估器的炉温控制系统

针对目前工业炉控制系统中存在的大纯滞后现象,提出一种基于自适应Smith预估器的炉温控制系统,具体介绍了控制系统的结构与算法。常规的PID控制,Smith预估控制和自适应smith预估控制在计算机上仿真结果表明自适应Smith预估控制具有超调量更小,调整时间更快,精度更高等特点。     

神经网络在时滞时变系统中的应用

针对在聚合反应温度控制中的时变、热惯性、热滞后、被控对象模型难以确定等特点,以及常规PID控制在非线性、时变、滞后系统中的局限性,提出了一种单神经元自适应控制与Smith预估器相结合的控制方法。该方法利用神经网络的非线性映射和自学习能力,来实现控制参数的在线整定。利用Smith预估算法来解决系统的大滞后。该控制器具有使系统超调量小、调整时间短、鲁棒性好等优点。文中并给出了基于数字信号处理器(DSP)和单片机的双CPU的温度控制系统的设计。     

一种具有大纯滞后系统的自适应Smith控制方法

运用李雅普诺夫稳定性原理,设计了自适应预估器,提出了一种大滞后系统的自适应Smith预估控制方法。它有效的克服了Smith预估控制方法对被控对象数学模型要求精确的主要弱点,能够应用于一些参数易变且变动较大的工业对象,特别是对大纯滞后且滞后时间变动大的工业对象能获得很好的效果。数字仿真结果令人满意。     

磨机系统的大纯滞后及磨机的史密斯预估补偿控制系统的研究

本文分析了磨机系统存在的大纯滞后时间,提出了磨机控制系统解决大纯滞后的方法,制定了开路粉磨系统Smith预估补偿流量控制系统的框图,推导出了Smith预估器的算式,拟定了计算机实现Smith预估补偿控制的方案。     

基于模糊Smith预估的恒温箱控制系统

恒温箱控制系统具有时滞、大惯性和参数时变特性,传统PID控制方法难以取得满意静态、动态控制效果。Smith一阶惯性环预估控制器适合控制大滞后系统,利用模糊控制整定惯性环节参数,可以使其随被控制对象参数变化而变化。本文结合模糊PID控制与模糊自适应Smith预估控制提出了模糊Smith控制方法,这种控制方法不仅具有常规PID控制器的优点,还具有很强的鲁棒性和自适应性。通过仿真实验表明,这方法能够提高控制质量取得更好的控制效果。     

时滞大惯性对象随动性能的改善

以时滞大惯性加热炉为被控对象,通过试验建模得到对象模型参数,应用Siemens S7-300自整定调节器和结构控制语言SCL构建Smith预估控制系统.研究常规单回路系统、常规Smith预估系统以及增益自适应Smith预估系统在时滞大惯性对象情况下的随动响应性能.实际运行表明,增益自适应Smith预估系统控制质量明显提高,尤其在对象参数与预估器参数失配后,能够有效地改善系统的随动响应和鲁棒性.     

EHA半主动悬架自适应Smith预估时变时滞补偿控制

由于传统Smith预估补偿控制对采用电动静液压作动器(Electro Hydrostatic Actuator,EHA)半主动悬架只能进行临界时滞时间的补偿,设计了一种自适应Smith预估时变时滞补偿控制器。通过计算含时滞半主动悬架系统的临界时滞,结合小时滞下悬架系统不会发生失稳的条件,得到了含时滞EHA半主动悬架时滞的时变特性,并验证了该时滞补偿控制器对时变时滞补偿的有效性。利用模糊控制算法求取了含时滞EHA悬架的半主动控制力,并进行了时变时滞补偿。建立了含自适应Smith预估时变时滞补偿控制的EHA半主动悬架仿真模型,并进行了对比仿真分析。结果表明,当时滞为0.05 s和0.1 s时,自适应Smith预估时变时滞补偿控制下的悬架簧载质量加速度和轮胎动载荷的均方根值分别改善了14.6%,5.5%和29.5%,15.5%;相比于传统Smith预估时滞补偿控制,时滞补偿效果分别提高了39.7%,41%和18%,55%.     

微机自适应预估控温系统

针对气体渗碳炉炉温控制对象所具有的参数时变特性和纯滞后的特点,提出了一种自适应预估补偿控制方案.文中详细介绍了系统的原理、构成、控制算法以及仿真实验结果.     

用于时滞不确定系统的自适应Smith预估器

Smith预估器对模型的依赖性制约了它在实际中的应用 ,文中提出一种改进型Smith预估器 ,能在线地跟踪时滞不确定对象的时滞时间常数的变化引起的系统输出的变化 ,调节模型输出使得闭环系统稳定 ;而且 ,模型中不含有时滞环节 ,控制器只有一个调节参数 ,易于实现 ;对一大惯性、大时滞系统的仿真结果表明 ,改进算法较好地解决了Smith预估器的稳定性对模型时滞时间常数的依赖性问题 ,具有广泛的应用前景     

基于神经网络的具有Smith预估器的PID控制

利用神经网络对具有纯滞后的被控对象建立了具有Ｓｍｉｔｈ预估器的ＰＩＤ控制系统。仿真表明，这种控制结构对具有不确定性和纯滞后的复杂系统，有良好的控制结果。     

一种新的时变时滞系统控制方法

把一种新的能在线估计时变时滞系统参数的辨识算法与内模控制相结合,提出了时变时滞系统自适应内模控制算法．理论分析及仿真结果表明,该方法能够克服时滞及参数的变化,具有鲁棒性好、抗干扰能力强等特点,优于Ｓｍ ｉｔｈ 预估控制器．     

多变量系统鲁棒保护自适应控制算法

研究了多变量系统自适应控制的有关问题，提出了多变量系统的鲁棒保护自适应控制方法，数字仿真和实验结果表明，该方法有效地解决了时变滞后系统的控制问题，适用于控制多变量时变滞后和参数未知系统。     

时滞系统控制算法分析及仿真

在大多数自动化控制过程中,被控对象具有不同程度的延迟,不能及时反映系统所受的扰动.这种情况对系统的控制极为不利,会产生较大的超调,降低系统的稳定性.针对纯滞后系统的特点,对这类系统的补偿方案进行了详细介绍:PID算法、Smith预估补偿算法和Dahlin控制算法.同时以Smith预估补偿算法为例,在不同的参数下,利用MATLAB的Simulink工具箱对Smith预估控制系统的特性进行仿真,并分析其稳定性条件.结果表明,在模型匹配的情况下,此种算法具有很好的稳定性和鲁棒性,可以明显的加速调节过程,提高控制质量.     

含有时变延迟的双线性参数化系统的重复学习控制

针对一类含有时变延迟的双线性参数化时变系统,提出了一种新的重复学习控制方案.该方案假设未知时变参数、未知时滞和参考信号的共同周期是已知的,通过重构系统方程,有效地消除时变延迟的影响,采用微分—差分耦合参数周期自适应律估计时变和时不变参数,可以处理参数在一个未知紧集内周期性快时变的非线性系统,通过构造一个Lyapunov-Krasovskii能量函数,证明所有信号有界并且跟踪误差渐近收敛.给出了闭环系统收敛的一个充分条件.仿真结果验证了控制算法的有效性.     

多输入多输出非线性时变时延系统的自适应跟踪控制

针对多输入多输出非线性时变时延系统,提出了一种模糊自适应跟踪控制方案,该方案构建了基于模糊T-S模型的自适应时变时延模糊逻辑系统,用来逼近未知非线性时变时延函数,从而实现了对非线性系统的建模.根据跟踪误差给出了模糊逻辑系统的参数自适应律,设计了H..补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动.基于Lyapunov稳定性理论,提出的控制方案保证了闭环系统的稳定性并获得了期望的H..跟踪性能,机械臂的仿真结果表明了该方案的有效性.     

时变分数时滞系统的最优预报自适应控制算法

在用广义模型描述被控过程的基础上,本文提出一个极点配置最优预报自校正PID控制算法,该算法兼有PID和自校正,以及克服时滞的最优预报器的特点。计算机数字仿真结果表明这种控制策略对具有未知或时变分数时滞系统是非常有效的。     

改进型模型参考自适应Smith预估控制算法在合成氨中的应用

本文提出的改进型模型参考自适应预估控制算法是克服大时滞、有扰动及被控过程参数时变的有效新型算法。理论分析及对合成氨H_2/N_2控制的计算机仿真结果表明,该法在抗干扰能力及鲁棒性方面优于当前其它的自适应Smith预估控制算法。     

基于Internet实时遥操作移动机器人

构建了能使操作者通过Internet远程实时控制的移动机器人系统。为了补偿网络时延和抵消其对遥操作系统的影响,基于我们以前提出的改进型Smith预估器原理,给出了预估控制策略。为了保证系统稳定性和透明性,基于主从端的传感器信息交换,设计了一个动态模型管理器,并给出了同步管理算法。除了力反馈外,为了增强系统控制的实时性,引入了预估的虚拟显示。为了降低时延抖动,提出了新的网络时延管理算法,并分析了时延缓冲器原理。最后长距离的网络遥操作实验验证了系统和控制策略的实用性和有效性。