基于Sugeno推理自调整模糊Smith-PID控制器仿真研究

针对工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变非线性受控对象难于控制问题,提出一种新型控制器,利用Smith预估器补偿受控过程纯滞后作用,基于Sugeno推理模糊控制器自调整PID参数.给出控制器结构及其控制策略,并将其应用于加热炉温度控制系统中,与常规PID控制器和Smith预估补偿PID控制器比较.仿真结果表明,该控制器各项性能均好于其它两种控制器,具有动态调节性能好、稳态精度高、抗干扰性强和鲁棒巨好的特点.     

电阻加热炉解耦模糊Simth预估PID控制研究与仿真

在电阻加热炉系统中,提出一种解耦模糊Smith预估PID控制器来优化系统的动态响应性能指标,并改善系统因被控对象参数改变或因干扰作用引起系统控制性能变差的现象。通过对具有纯滞后的一阶惯性电阻加热炉系统的仿真可见,解耦模糊Simth预估PID控制器获得的系统动态响应性能指标明显优于常规的PID控制器或Smith预估PID控制器,且在被控对象参数改变或出现干扰时系统的控制性能也得到了较好的改善。解耦模糊Smith预估PID控制的模糊语言规则少,系统响应速度较快。     

时滞对象的自适应Smith广义预测控制

针对时滞被控对象提出了一种自适应Smith广义预测控制器方案。在广义预测控制中 ,以Smith预估器建立被控对象预测模型 ,并基于零频率时的模型匹配和有遗忘因子的递推最小二乘算法在线辨识系统参数和时滞 ,不断修正Smith预估器模型和控制器参数 ,有效克服系统参数和时滞变化对系统的影响 ,动态响应快 ,跟踪效果好。仿真结果证明了这种方法的有效性。     

基于粗糙集理论与进化计算的时滞系统Smith控制

Smith预估器是一种有效的大纯滞后补偿控制方法,但对模型的依赖性限制了它在工程实际中的应用。针对被控对象的纯时滞时间的不确定性和系统存在扰动的情形,将基于粗糙集的进化计算与Smith预估器的控制方法相结合,给出了一种在线调整时滞时间和利用前馈进行扰动补偿的自适应控制方法,即通过对反馈误差的在线优化适应性地调整Smith预估器的时滞时间常数和对扰动进行补偿。仿真结果表明了给出方法的有效性。     

一类非线性系统的自适应模糊滑模定位控制

针对一类由多子系统组成的,具有建模误差和未知不确定性的多变量非线性系统,提出了一种自适应鲁棒定位控制方案。分别在系统数学模型已知或未知的情形下,通过对不确定性的未知范数界描述,基于Lyapunov理论和Barbalat引理,给出了滑模鲁棒控制器的综合设计方法及其自适应控制律,保证整个闭环误差系统的稳定。该方法减少了对系统模型精确度的依赖,避免了传统方法对不确定性的人为预估行为。最后,通过船舶动力定位系统的控制仿真表明了本方法的有效性。     

基于自整定和模糊自校正技术的改进Smith预估控制系统

针对常规Smith预估控制系统难于整定和对过程参数敏感的缺点,将模糊自校正与继电反馈自整定技术结合起来,提出了一种改进的Smith预估控制系统。大量仿真测试表明这种新的系统与常规系统相比可显著改善控制性能和适应能力。这种新的系统不仅对纯迟延占优势的大迟延对象有效,而且还适用于过程控制中大量存在的具有类似于纯迟延占优势对象特性的高阶对象和非最小相位过程。     

具有全扰动的不确定多时滞系统的鲁棒H_∞控制

在具有全扰动情形下 ,考虑了多时滞不确定性系统的鲁棒镇定及鲁棒H∞ 控制问题 ,将LMI方法引入了一般化系统的鲁棒H∞ 控制问题中。在此基础上 ,进一步考虑了一类非线性扰动问题 ,并较深入全面地分析了这一类方法的内在处理机制。最后应用一种改进型Razumikhin引理解除了前述方法中通常对滞后函数导数界的限制 ,同样应用LMI方法得到了相应的鲁棒镇定及鲁棒 H∞ 控制问题的结果。     

基于收缩序列集的约束PWA系统鲁棒预测控制

针对一类有附加有界扰动的约束离散时间分段仿射系统,提出了一种具有鲁棒稳定性保证的模型预测控制方法.通过多参数规划采用一步预测时域法离线计算具有收缩性质的鲁棒可稳定集系列,把它们作为优化问题的稳定约束,并选择一个鲁棒正不变集作为终端约束,使得优化问题的可行性即保证了系统的鲁棒稳定性.仿真实例表明提出的控制方法可使系统渐近稳定到鲁棒正不变集.     

T-S模糊系统的鲁棒局部稳定

研究一类不确定T-S模糊系统的鲁棒局部稳定及鲁棒局部镇定问题。首先给出T-S模糊系统局部稳定的定义,并利用一种非二次Lyapunov函数得到T-S模糊系统鲁棒局部稳定的充分条件,然后给出一种新的非PDC控制器,进而利用非二次Lyapunov函数得到基于这种非PDC控制器的局部鲁棒镇定控制器设计方法。该方法基于线性矩阵不等式(LMI),结构简单,且具有较低的保守性。仿真算例证明了所提方法的可行性。     

冷轧监控AGC智能Smith预估器的算法设计

针对冷轧监控AGC控制的滞后特点,开发出新型的智能模糊PID+Smith预估控制器.给出了该混合型模糊PID+Smith预估器的算法原理及设计步骤.基于推导出的典型冷轧监控AGC模型,利用MATLAB软件对常规PID-Smith及混合型模糊PID-Smith两种控制器进行仿真分析.仿真结果及现场应用表明:相比常规的PID-Smith预估器,混合型Smith预估控制器具有鲁棒性强、动态响应快及稳态精度高的优点.     

基于遗传预估策略的智能主动队列管理

针对TCP传输过程中的典型时滞特性,提出了一种智能主动队列管理算法.该算法以自学习预估机制模型为核心来克服大时滞特征对网络稳定性能的影响,拥塞控制系统以两条信息通道分别实现模型补偿和预测控制功能.模型补偿通道采用了Smith预估嚣实现对网络时滞特征的动态补偿,并进一步设计迭代进化算法实现对Smith预估模型未建模特征的估计过程.预测控制通道采用基于神经网络的PID智能丢弃算法,通过神经网络的学习预测功能自适应调整预测控制通道的控制行为.通过仿真研究表明了提出的控制方法显著提高了拥塞控制机制的稳定性能和自适应性能.     

网络流量的神经网络自适应Smith预估补偿控制

网络的时延对基于速率反馈的ATM网络的ABR流量控制具有极大的不利影响，Smith预估补偿是克服大纯滞后影响的有效手段，然而其对时延的预估误差非常敏感，实际网络时延的不确定性往往使其难以取得满意的效果。该文将在线学习的神经网络自适应控制器与Smith预估补偿相结合，很好地克服了网络的时延及其不确定性对流量控制的不利影响，从而使信源的发送速率能快速响应网络状态的变化。与PIDSmith预估补偿控制相比，控制的适应性和鲁棒性更好，更适用于实际网络，且为保证信元不溢出及链路带宽充分利用所需的缓冲容量更低。     

车辆转向制动防抱死系统仿真研究

转向制动是车辆经常遇到的工况之一。本文提出了汽车转向制动时防抱死制动系统（ABS）基于优化目标滑移率模糊控制的策略。该策略根据路面附着条件以及车辆所处的运动状态实时计算出车轮优化目标滑移率，作为防抱死制动系统的控制目标，并利用模糊推理理论进行了ABS模糊控制器设计。在此基础上结合8自由度非线性车辆系统模型，利用Matlab/Simulink软件对装有ABS的车辆转向制动过程进行模拟试验。结果表明基于优化目标滑移率ABS模糊控制策略优于传统固定目标滑移率控制策略，它有效地提高了车辆转向制动性能，同时也保证了横向稳定性，实现了车辆的制动性能、可控性及横向稳定性最佳协调，同时且具有较强的鲁棒性。     

Output feedback based adaptive robust fault-tolerant control for a class of uncertain nonlinear systems

An adaptive robust approach for actuator fault-tolerant control of a class of uncertain nonlinear systems is proposed. The two chief ways in which the system performance can degrade following an actuator-fault are undesirable transients and unacceptably large steady-state tracking errors. Adaptive control based schemes can achieve good final tracking accuracy in spite of change in system parameters following an actuator fault, and robust control based designs can achieve guaranteed transient response. However, neither adaptive control nor robust control based fault-tolerant designs can address both the issues associated with actuator faults. In the present work, an adaptive robust fault-tolerant control scheme is claimed to solve both the problems, as it seamlessly integrates adaptive and robust control design techniques. Comparative simulation studies are performed using a nonlinear hypersonic aircraft model to show the effectiveness of the proposed scheme over a robust adaptive control based faulttolerant scheme.     

欠控制方向非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类控制方向未知且具有未建模动态的非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制策略.算法推广了已有的鲁棒自适应非线性控制方法.控制算法保证闭环系统所有信号是一致终值有界的.同时,通过调整控制器设计参数,闭环系统能够实现期望的性能要求.仿真结果进一步说明了理论分析的有效性.     

飞行器不确定系统鲁棒D-稳定控制分配策略

为降低建模误差及外部扰动对飞行器多变量不确定系统的影响,提出了一种闭环系统鲁棒D-稳定的动态混合控制分配策略。飞控系统采用模块化的设计思想,利用线性矩阵不等式方法设计了基于虚拟控制指令的鲁棒D-稳定输出反馈控制律;建立了多目标混合优化控制分配模型,推导并证明了该模型的等价实现形式,用于将虚拟控制指令协调分配到各个操纵面。仿真结果表明,该策略能够综合考虑各操纵面不同的物理约束和控制效能,具有较好的鲁棒性能。     

Robust tuning method for modified smith predictor

A robust tuning method for ο^Astroem＇s two-degree of Freedom Modified Smith Predictor （MSP） is proposed, and it can achieve the fast setpoint and load disturbance responses independently. The tuning rules may meet the requirements within a certain delay margin according to the robustness theory. The simulation results illustrate that the tuning method is efficient compared with other controllers. Finally, the MSP controller is applied to the 15L batch fermentation system for controlling the temperature in bioreactor, and the experiment results further verify that the robust tuning rules may achieve good performance.     

基于Simulink的空调系统先进自校正控制仿真研究

空调系统可以被看作是一阶惯性加延迟的过程,系统具有时延和参数时变的特性.提出了一种先进的自校正控制策略并将其应用在空调系统中.该控制策略采用了一种混合的参数辨识算法,在控制系统闭环运行条件下,空调系统的过程参数包括延迟时间可以被在线辨识.辨识出的延迟时间被Smith预估器用来补偿控制回路中的时延,同时该控制策略的控制信号可由内环回路中的PI控制器根据ITAE整定规则计算获得.Simulink仿真结果表明该自校正控制策略较自适应PI控制的控制性能更为优越.     

Delay-dependent robust H∞ control for uncertain discrete time-delay fuzzy systems

The robust H∞ control problem of norm bounded uncertain discrete Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy tems with state delay is addressed. First, by constructing an appropriate basis-dependent Lyapunov-Krasovskii function, a new delay-dependent sufficient condition on robust H∞-disturbance attenuation is presented, in which both robust stability and prescribed H∞ performance are guaranteed to be achieved. Then based on the condition, a delay-dependent robust H∞ controller design scheme is developed in term of a convex algorithm. Finally, examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed method.