具有过阻尼特性系统的模型算法控制改进算法

针对大多数工业过程被控对象具有过阻尼特性的特点,提出一种模型预测控制改进算法,可减小截取被控对象时间响应有限序列为内模的截断误差,使取为内模的被控对象时间响应有限序列的长度大大减小,进而大大减少在线预测计算量。     

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。     

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。     

带有多重输出误差反馈的改进型内模控制器

本文通过对被控对象模型的传递函数并行结构分解,引入多重输出误差反馈,并根据内模结构来设计系统控制器。理论分析表明,依照上面方式设计的内模控制器,只要适当选择输出误差反馈增益,在被控对象模型与内模相同时,可实现极点配置,从而使内模控制器可适用于不稳定对象。文中还给出了设计实例。     

基于模型完全动态延时逆的内模控制方法

分析了常规内模控制中存在的缺点，提出了一种基于模型完全动态延时逆的内模控制方法，取消低通滤波器的设计，以逆的延时时间的调整来提高系统的鲁棒稳定性，并结合自适应逆控制原理，采用有效消除被控对象下游输出端和上游输入端扰动的内模控制方法。     

模糊神经网络内模控制

内模控制(IMC)是一种先进的控制算法,具有很强的抗干扰性及鲁棒性,在工业过程控制中应用广泛.内模控制的控制性能往往取决于被控对象的模型,因此,如何得到被控对象的精确模型成为关键问题.对于工业中常见的非线性过程,传统的设计方法很难得到满意的控制效果.模糊控制和神经网络的引入为非线性内模控制的研究提供了一种新方法.模糊逻辑适合表达机遇规则的知识,而神经网络具有较强的自学习及自适应能力.将模糊逻辑与神经网络相结合,应用于内模控制中,对基于该模糊神经网络(FNN)的内部模型和控制器的建立进行了分析.仿真结果证明该算法是有效的,具有很强的自适应性和鲁棒性,可以应用于非线性及时变系统中.     

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。     

一类时滞系统内模控制器设计

针对时滞不确定性被控对象,引入灵敏度函数和滤波器设计内模控制器。利用控制理论中频域分析的方法对控制系统的鲁棒性能和品质性能进行分析,得出频域约束条件,整定内模控制器参数,使控制系统在满足闭环稳定的前提下,同时还满足性能指标的要求。仿真研究表明:该控制器与传统的Cohen-Coon和CHR控制方法相比具有较好的控制性能和鲁棒性,且调整参数少,适合于工程实际应用。     

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。     

永磁直线同步电机弦截法内模控制系统

提出了一种基于弦截法的内模控制（secant method—basedinternal modelcontrol,SIMC）策略实现对永磁直线同步电机（permanent magnet linear synchronousmotor,PMLSM）的高精度位置控制。以核岭回归方法建立被控对象模型作为内模,进而以弦截法求解内模的根作为逆模,构成SIMC系统。实验仿真结果表明：与传统的内模控制（internalmodelcontrol,IMC）系统相比较,由于弦截法求解内模的根作为逆模可实现逆模与内模的完全匹配,使SIMC系统对内模控制PMLSM控制具有更高的正弦信号跟踪精度,更好的鲁棒性与抗干扰性;对于阶跃输入信号,SIMC系统没有稳态误差。SIMC系统一般只要1～2次迭代就能获得稳定的控制量,可满足控制系统快速性要求。     

基于MATLAB的变结构模型跟踪控制系统研究

广泛应用的直流调速系统采用传统PID控制 ,往往在负载、模型参数大范围变化时 ,难以达到令人满意的控制效果 因而以直流调速系统为对象 ,设计了一种变结构模型跟踪控制器 ,基于MATLAB/SIMULINK建立了动态仿真模型 ,并着重分析了对象参数变化、负载变化、控制参数选择等对系统性能的影响 仿真及分析结果表明 :采用数字控制的变结构模型跟踪控制系统 ,对对象参数变化及负载变化不敏感 ,具有较高的鲁棒性 ;非自衡对象负载变化后 ,系统存在微小的静差 ;控制参数的选择对变结构系统的性能影响很大     

基于概率鲁棒的水轮机调速系统鲁棒性评估

针对常规鲁棒性评估方法不能定量给出评估结果的问题,提出了一种基于概率鲁棒方法的控制律鲁棒性定量评估方法。首先确定水轮机调速系统的数学模型和控制策略,并确定参数的摄动范围、置信水平等;然后对系统进行蒙特卡洛仿真,得到阶跃响应曲线簇并绘制性能指标的累计频率曲线;最后计算性能指标的可接受概率、样本均值等统计量,实现鲁棒性的定量评估。以紧水滩水力发电厂水轮机调速系统为研究对象,分别设计了基于PID和模糊内模的调速系统控制器,并用上述方法对两种控制器的鲁棒性进行评估。结果表明,模糊内模控制器的鲁棒性更优,与概率鲁棒的鲁棒性评估结果一致,验证了概率鲁棒对控制律鲁棒性定量评估的有效性。     

一类不确定性复杂系统的控制策略分析

在实际工业现场，被控对象动力学特性内部的不确定性和外部环境扰动的不确定性表现形式是多种多样的，其复杂性不仅表现在结构上，更多的是表现在信息关系的复杂程度上，对这类被控对象如何进行有效的控制，在技术实现上是有较大难度的。作者针对不确定性复杂系统控制中存在的控制策略选取问题，在对各种控制策略作分析及对比研究的基础上描述了不确定性复杂系统的控制论模型，并以成功的实际工程应用实例说明，智能控制策略最适合于实现对不确定性复杂系统的有效控制，其中仿人智能控制策略是明智的选择。     

生物流化床氨氮废水处理过程自抗扰控制系统研究

内循环三相生物流化床氨氮废水处理过程的时间常数长达1 800 s,并有不确定性,是一类生化机理复杂、难以取得好的控制效果的对象.以该过程的主导数学模型为基础,用仿真方法研究自抗扰控制,以达到在有外扰和内扰时,出水氨氮浓度稳定达标和节能的目的.对控制器进行限幅,并整定一阶自抗扰控制器的各参数,获得给定阶跃和扰动阶跃输入下稳态误差为零、无超调,调整时间小于等于2 000 s的性能,对内扰和外扰都有较强的鲁棒性.自抗扰控制器的这一特性能克服被控对象模型不精确或不确定问题,从而可工程应用于生物流化床氨氮废水处理过程.     

不确定性系统的控制策略及其与实现相关的软件技术

在实际工业现场，控制系统的复杂性不仅表现在结构上．更多的是表现在信息关系的不确定性和复杂程度上，对这类被控对象进行有效控制的关键是选取适合的控制策略．基于对控制策略的分析对比。建议采用仿人智能控制策略，利用广义控制论模型实现对不确定性复杂对象的控制．为强化管控一体化功能。文章对一类复杂系统工程实现的软件系统构架也作了讨论，并给出了一个应用实例．     

模糊内模控制在磨矿系统中的应用

针对磨矿过程的复杂特性,提出了一种模糊内模控制(FIMC)方法,通过模糊逻辑推理对内模控制中滤波器参数(进行在线调整,解决了内模失配情况下系统控制品质变坏的问题。实例仿真结果表明,该方法调节时间短,超调量小,可行有效。     

采用模糊补偿的直接驱动机械臂控制

针对直接驱动机械臂惯量大范围变化的问题,设计了一种模型参考模糊补偿器.实时控制结果表明,它与PI控制器相结合,能有效地克服直接驱动机械臂系统变参数因素的影响,保证系统具有良好的动态特性.提出的控制方案既提高了系统的鲁棒性,又可以获得满意的控制性能.     

三自由度直升机模型的PID神经网络控制研究

以固高科技有限公司研制的三自由度直升机模型为控制对象,进行了PID神经网络控制器的设计.仿真结果表明,该控制器能够极大地改善姿态控制系统性能.     

基于Quanser的直流调速系统半实物仿真

针对直流调速系统,基于MATLAB/Simulink、Wincon软件环境搭建了实时控制平台。在该平台上,把实际控制对象引入仿真回路,通过Quanser的RTX(Real-Time eXtension)把设计的Simulink控制模块转化成可执行代码并实时地自动下载到Wincon中,在Wincon软件中可以实时观察实验结果。实现了直流调速系统的内模控制,该控制方法设计简单,并且只有一个控制参数,实验结果表明,与传统方法相比内模控制器具有更好的控制性能。     

基于自抗扰控制器的异步电机矢量控制

针对异步电机的高性能鲁棒问题,采用自抗扰控制理论,设计并实现了基于自抗扰控制器的异步电机矢量控制方案。将电机模型中的耦合项及参数摄动视为系统扰动,采用扩张状态观测器进行观测并加以补偿,简化了系统结构,提高了响应速度。为减小运算量,对自抗扰控制器的典型结构作了简化处理,使控制周期缩短约1/2,提高了实时控制性能。仿真和物理实验表明,该文研究的基于自抗扰控制器的矢量控制系统,在70%额定负载突卸情况下的动态速升仅为0.8%,动态性能优异,对转子参数变化也具有较强的鲁棒性。