自校正内模控制器

提出了设计自校正内模控制的新方法。该方法把输出预测误差划分为有规律和无规律误差两部分。通过在线辨识建立有规律误差的预报模型,由此模型对误差值进行自适应预报,达到对内模控制器的在线校正,而对无规律的误差只作闭环反馈修正,最后达到消除系统的稳态余差。本方法比通常自校正内模控制算法的运算量大大减少,而在对象参数在一定范围内漂移时,同样能取到自校正效果。     

过热汽温多模型内模控制及其工程应用

过热汽温被控对象具有大惯性、大迟延特性且对象参数随负荷变化较大,为此,该文提出了过热汽温的多模型内模控制策略并成功应用于长兴电厂#2机组1 024 t/h超高压锅炉。根据机组负荷的运行范围,在5个典型的工况点建立了被控对象的模型,基于对象模型设计了5个内模控制器并采用输出加权的方式来形成控制器的最终输出信号,以实现过热汽温的宽负荷控制。从控制系统的投运效果看,无论对于稳态过程或负荷变化过程,过热汽温都能维持在要求的控制范围内,能够有效保证机组的安全经济运行。     

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．     

基于虚拟参考反馈校正法的内模控制方法

在系统对象与内部模型误差较大时,内模控制依靠滤波器系数的调整去整定控制器参数,这会牺牲系统的快速性.为解决该问题,文中提出了基于虚拟参考反馈校正法(VRFT)的内模控制方法,同步实现了过程模型的辨识与内模控制器的设计.文中首先建立了内模控制与VRFT的联系;然后基于VRFT对内模控制器进行设计,推导出合理滤波器的具体表达式,利用此滤波器对控制器参数及内部模型参数进行优化,从而使设计的整个内模控制结构与给定的理想传递函数性能一致.仿真实验结果表明,虽然文中所提方法与传统内模控制器设计方法的控制效果比较接近,但前者具有更快的响应速度及更好的跟踪性能,说明文中所提控制方法是有效的.     

新型模糊内模控制系统的研究

提出了模糊内模控制的新策略,将T-S模糊辩识和模糊推理引入内模控制,在对实际输出起预测作用的同时,可根据预测误差在线修正、补偿被控对象的模型失配。仿真结果表明,该策略是可行、有效的。     

网络控制系统反馈和前向通道的随机时延补偿

针对网络化控制系统的网络诱导时延,提出了一种改进的补偿时延的预测控制方法。对于反馈通道,根据测量的反馈时延设置预测步长,采用柔性控制增量算法设计预测控制器对时延进行补偿。对于前向通道,前向时延相对控制器来说是未知的,为此在系统输出端和前向通道间添加一个反馈补偿环节,设计一个控制补偿器估算出历史时刻实际作用于被控对象的控制量与控制器在此时刻输出的控制量之间的误差,用该误差来补偿前向时延的影响。当被控对象参数缓慢变化或未知时,给出了渐消记忆递推最小二乘辨识算法的网络化反馈修正算法。最后对闭环系统的稳定性做了分析并通过仿真验证了该策略的有效性,保证了网络化控制系统的良好性能。     

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。     

线性系统的输出反馈次优扰动抑制:内模原理方法

 运用内模原理研究线性系统的输出反馈扰动抑制问题.首先根据扰动的动态特性构造内模系统,将最优扰动抑制问题转化为等价的最优调节问题.然后通过构造降维状态观测器重构输出反馈中测量不到的部分状态变量;通过求解一组矩阵微分方程或矩阵方程得到次优控制律,利用控制律中的内模补偿项与外部扰动进行对消.最后采用海洋平台简化模型作仿真示例,将所设计的扰动抑制控制器与前馈反馈最优扰动抑制控制器作比较,证明所设计的控制器能够实现无静差的扰动抑制.     

应用神经网络的变流器波形复合控制策略

针对港口现有岸电电源产品所采用控制策略的不足，研究分析了岸电电源PWM可逆变流器数学模型在DQ坐标系下的特点，提出了一种基于改进的重复控制和神经网络内模控制的变流器输出波形复合控制策略.采用BP神经网络结构作为内模控制器的预估模型和控制器，神经网络预估模型可在线学习建立与被控对象相匹配的精确模型，神经网络控制器动态响应快，输出无静差，扰抗性好.实验证明，应用该复合控制策略的系统整流功率因数接近于1；供电非线性混合负载输出波形失真率低于2%；动态响应快，在2个周期内恢复稳定输出.     

H2/H∞最优的内模控制器设计

本文针对单输入单输出(SISO)对象提出了H2/H∞最优的内模控制器设计方法,这种方法能使系统的模型输出误差最小化.对多输入多输出(MIMO)对象,则采用H2优化法进行前馈补偿解耦,对解耦后的系统,便可应用SISO的方法控制.     

交流伺服系统PFC-PID串级控制的仿真研究

为了提高交流伺服系统的跟踪性能,将预测函数控制（PFC）和PID控制相结合,提出了一种PFC-PID串级控制策略.内环采用PID控制来提高抗干扰性,把内环作为外环PFC控制的广义对象,对广义对象进行拟合简化,得到一阶加纯滞后系统,作为PFC的预测模型,外环采用PFC来获得良好的跟踪性能.通过仿真及与PID控制的比较表明,采用PFC-PID串级控制策略能够改善交流伺服系统的控制特性.     

多模型自适应内模控制及其应用研究

针对实际被控对象滞后性、时变性、不确定性和非线性等特点,对传统内模控制策略进行多模型化,构成多模型自适应内模控制。仿真表明,多模型自适应内模控制较之单内模控制和常规PID控制,在稳定性、鲁棒性和响应速度等方面,均具有明显的优越性。     

基于动态神经网络的非线性系统建模及其控制

结合已知机理信息构造动态神经网络 ,进行了非线性动态系统的建模 ,给出了权值调整算法。利用获得的模型 ,设计了反馈线性化控制器。由训练好的网络在线提供反馈线性化所需要的信息。为了解决模型失配问题 ,采用内模控制结构来引入模型的误差反馈 ,以消除稳态误差。文中给出了仿真实例。     

核电站蒸汽发生器水位控制的多模型内模控制方法

蒸汽发生器为压水堆核电站中重要的动力设备和传热装置,其水位控制在系统运行过程中尤为重要。但由于被控对象的不确定性和非线性,如果采用精确的数学模型来设计控制器,往往难以得到满意的控制效果,甚至会造成无法控制。为了实现对蒸汽发生器水位的控制,本文针对被控对象的特点,采用多模型内模控制方法,并结合粒子群算法利用控制性能指标离线优化加权系数,仿真结果显示此方法可使控制效果进一步加强,对蒸汽发生器水位达到很好的控制效果。     

基于OPC和IMC的先进控制及其应用

工业生产装置的常规PID控制,由于它的简单实用,具有一定的鲁棒性,至今仍被广泛采用采用。但它的PID参数几乎都是凭经验设定的,很难达到最佳效果,使控制质量不理想,造成装置自控率、平稳率低,装置产量不高和产品质量差等状况,针对上述问题,本文提出了一种基于OPC的数据采集技术和内模控制原理相结合的方法,从生产装置获取数据辨识对象模型,然后以辨识后的对象模型为基础对装置实施IMC-PID先进控制。实际应用结果表明,该方法操作简洁实用,效果明显,显著提高了装置的平稳率和自控率。该方法为类似苯乙烯装置的复杂化工控制系统的优化和先进控制提供了一种新的解决方案。     

基于BP算法的神经网络内模控制器

文章针对一类非线性系统,采用加入阻尼项的权值调整BP算法,设计了基于BP算法的神经网络内模控制器,并进行了仿真,结果显示该控制器对阶跃信号和扰动均无稳态误差,对非线性环节有较好的控制效果。     

多变量时滞过程的解耦内模控制及应用

针对工业过程中常见的多变量时滞输入输出系统,基于内模控制结构提出了一种解析解耦内模控制器矩阵的设计方法,该方法设计的内模控制器同时具有解耦器和控制器的作用。其优点是能够实现标称系统输出响应之间的近似或完全解耦,且用遗传算法对于解析模型进行降阶或近似处理,从而简化了推导解耦控制器矩阵的运算量;并可以通过调整内模控制器的滤波器时间常数来补偿被控过程的模型不确定性所导致的控制品质下降。用该方法对国产200MW火电机组带汽—汽换换热器的多变量强耦合再热汽温控制系统进行了控制系统的设计和仿真研究,仿真结果证明了该方法的有效性。并且在过程模型和过程失配时显示了较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

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.     

基于新型滤波器的内模控制器设计

针对工业中普遍存在的高阶系统,提出一种基于Butterworth滤波器的内模控制方法.采用低阶系统来近似高阶系统会造成模型误差,同时,传统的PID控制方法及内模控制方法对高阶系统控制均不理想.利用Butter-worth滤波器的理想低通特性,通过将优化改进后的Butterworth滤波器代替传统的内模控制器中的低通滤波器,使得控制系统具有较好的动态特性和稳态特性.仿真研究表明,该方法对高阶系统具有良好的控制性能,当模型失配时具有较强的鲁棒性,适合于高阶系统的控制.     

一类输出反馈非线性系统的鲁棒输出调节

研究了一类具有未知非线性项的输出反馈非线性系统的鲁棒输出调节问题.与以往内模(internal model)设计的不同之处在于,由于系统未知非线性项的存在,除了外系统和对象信息外,镇定设计中产生的镇定函数也被用于构建系统内模方程;给出的backstepping算法可确保在闭环系统全局信号最终有界情况下调节输出至与零相差任意预先设定小的值.仿真结果说明了控制算法的有效性.