Smith预估算法在计算机控制系统中的应用

Smith预估控制是一种对被控对象的纯滞后补偿,在工业过程中有着比较广泛的应用。在传统Smith预估算法的理论基础上,采用Smith预估器与PID控制器相结合的方法,推导出相应的控制算法,利用实验室现有的硬件设备,确定控制方案,搭建计算机控制系统。被控对象为电加热管,其对象特性可以通过阶跃响应曲线测得。通过NI公司的LabVIEW软件平台,实现控制算法的软件编制以及相应的控制界面的设计。     

Smith-RBF-PID控制算法在工业平缝机脚踏板调速模块中的应用

针对工业缝纫机调速模块的伺服系统普遍存在耦合、大滞后的现象,提出了一种将Smith预估补偿和RBF神经网络算法与PID控制器相结合的Smith-RBF-PID控制算法。该方法利用了Smith预估补偿能克服纯滞后和RBF能处理非线性问题、在线自学习整定PID参数的优点,在调速模块的伺服控制系统中更加有效。     

一种基于改进的模糊Smith控制主动队列管理算法

针对网络中传输延时给拥塞控制带来不利影响,而现有算法过于依赖精确模型的弱点,提出将模糊控制与改进的Smith预估补偿相结合的设计用于与TCP连接的主动队列管理算法.通过改进的Smith预估补偿器对时延进行预估补偿,使得对TCP的拥塞控制更加及时;而模糊控制器无需被控对象的精确数学模型即能实现良好的控制,可以克服Smith预估补偿依赖精确模型的缺点.两者的结合对于时滞网络的控制可以达到优势互补的作用.最后通过仿真验证了方法的有效性.     

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.     

大林算法与SMITH预估器的比较及前馈抗扰补偿

本文对大林算法和Smith预估器进行了分析和比较.针对大林算法抗扰性差的问题,提出了前馈补偿方法,并进行了数字仿真.仿真结果验证了理论上的分析与设计.     

基于干扰观测器的Smith补偿控制方法

针对Smith补偿器控制效果易受外部干扰或模型不确定性影响的问题,利用干扰观测器（disturbance observer-based,DOB）结构改进传统的Smith补偿控制结构,并在综合考虑鲁棒性和控制性能的情况下给出了DOB滤波器和Smith补偿控制器的设计方法。仿真实例表明,改进后的Smith补偿控制效果优于传统方法。     

预估式变参数PID控制算法的研究

以半导体厂芯片生产车间洁净室温度控制系统为应用背景,给出了预估式变参数PID控制算法.这种实用新算法的调节时间接近于Smith补偿算法,但在被控对象的数学模型不精确时,仍有较好的控制效果.     

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%.     

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。     

PLC技术在工业控制中的应用

PLC以其抗干扰能力强,工作可靠,并且体积小等诸多优点,在工业控制中应用广泛。文章通过对PLC的简单介绍,又介绍了PLC技术上控制方法的实现方式,并简单举例了这些方法的应用范围,最后介绍了PLC技术在工业控制中的一些应用,对于PLC在工业控制领域的应用推广和实际指导有一定的指导和实际借鉴意义。     

改善宽带PCS信道的非线性补偿算法

在数据高速传输时为了补偿信道失真,使用了分集接收和等量获取结合技术.对设置在分集支线上的具有补偿算法接收结构的DSSS BPSK系统,以SNR的平均比特误码率来评价其性能.给出了具有较高数据补偿能力的多级Tap修正算法.为评价提出了算法在实际系统应用实现,利用了美国JTC个人移动通信用RF信道特性和系统应用模型标准,用平均比特误码率收敛速度进行了比较与分析.     

模糊PID-Smith智能控制器的设计

针对大滞后的控制系统,研究了模糊PID-Smith智能控制方法.该控制方法将模糊PID与改进型Smith预估控制方案相结合,利用Smith预估算法克服纯滞后,利用模糊PID控制来提高系统的鲁棒性.通过Matlab仿真研究,表明该控制器具有良好的稳定性,对于大时间滞后的系统是一种实用而简便的控制方法.     

PLC控制系统在高线水处理上的应用

本文论述了利用PLC实现的高线水处理控制系统,结合现场总线技术和工业以太网技术,信息层使用工业以太网,控制层使用PROFIBUS现场总线,完成了基于PLC的水处理控制系统.     

基于失配补偿Smith-RBF神经网络的 主蒸汽压力控制技术

针对燃气发电锅炉主蒸汽压力控制系统对象的大滞后、不确定性和煤气扰动大的特点,设计了一种基于失配补偿Smith预估及RBF神经网络的控制方案。利用RBF神经网络的在线学习能力整定常规PID的参数,并通过失配补偿Smith预估控制器对系统中存在的纯滞后进行补偿,有效解决了火力发电锅炉主蒸汽压力对象动态特性模型失配及纯滞后的问题。通过仿真研究及实际应用表明:该控制方法对于火力发电锅炉主蒸汽压力控制具有很好的稳定性和抗干扰能力。     

基于UV线的几何旋转变形回弹补偿算法

针对汽车高强钢板结构件的特点和回弹变形规律,提出了一种基于UV(等参)线的几何旋转变形回弹补偿算法.该算法利用UV线对曲面进行离散,通过截面线的旋转变形原理获得离散点的变形量,并以曲面原有UV方向对变形后的离散点进行曲面重构.该算法考虑了冲压方向的回弹补偿修正量,以满足冲压工艺性.介绍了几何旋转变形算法的实现流程,并利用CAA(组件应用架构)技术将算法与CATIA(计算机辅助三维交互应用)平台无缝集成,以获得较高质量的模具几何补偿型面,可以直接用于数控加工.最后以一个典型的高强钢板汽车结构件的几何旋转变形回弹补偿来验证该算法的有效性和可行性.     

制糖离子交换模糊控制系统的设计与仿真

针对传统制糖离子交换工艺系统的不足,利用爱默生PLC设计了离子交换流量模糊控制系统。提出把模糊控制理论和PID控制理论相结合的方法,设计实现模糊-PID复合控制系统。通过Matlab仿真可看到将模糊控制算法与PID控制原理相结合相互补偿的方法与常规PID控制方法相比,模糊控制PID系统具有控制精度高,可靠性好,适应性好的优点。     

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.     

基于Elman网络补偿模型的Smith预测控制

研究基于Elman网络补偿模型的Smith预测控制问题.采用互补建模方法对被控对象进行建模,其中机理模型反映被控对象的主要工作规律和运行趋势,但不可避免地存在一定的模型误差;通过Elman网络拟合机理模型的模拟误差,并对其进行补偿.实验结果表明,基于Elman网络补偿模型的Smith预测控制充分利用了神经网络的非线性拟合能力,只要对纯滞后环节精确建模,就可以完全抵消该环节对控制品质及系统稳定性的不利影响.该方法使得Smith预测控制可以用于模型不易精确确定的系统.     

基于HostLink协议的PLC与上位机串口通信的实现

文章对欧姆龙CJ系列PLC的HostLink通信协议进行了详细的介绍,提出了利用VB的ActiveX控件MSComm实现PLC与上位机通信的方法,给出了PLC与PC串口通信的软件设计流程。通过上位机对PLC的读/写,实现了对现场数据的自动采集,可以有效地对工业现场设备进行监控和管理。编写的串口通信软件在制造执行系统(MES)中得到了成功应用,验证了它的可靠性和稳定性。     

时变纯延迟发动机模型的参数辨识及控制方法

航空发动机随着环境条件和工作状态的变化,其特性参数将发生很大的变化,且由于燃烧延迟等因素的存在,航空发动机可以被看作是带有一定程度的纯延迟的时变系统。而针对带有纯延迟特性的控制算法———Smith控制器,通常用于定常纯延迟系统的控制。当被控系统参数未知且时变时,Smith控制算法就不能完全补偿时变参数对系统特性所造成的影响,从而很难获得令人满意的控制效果。利用最速下降法和自动调整遗忘因子的最小二乘参数估计修正算法,分别在线辨识某涡轴发动机的延迟时间和动态模型参数,并将辨识获得的参数用于Smith控制器的自适应实时调整,进行控制算法的设计,实现涡轴发动机的实时闭环控制。仿真结果表明,该算法能够快速准确地辨识出系统参数,具有良好的跟踪性能。把该算法应用于纯延迟系统的闭环控制时,大大改善了Smith控制器的抗干扰能力,明显改善了涡轴发动机控制系统的稳定性和鲁棒性。