基于概率鲁棒性的锅炉过热汽温串级PID控制器

基于概率鲁棒性理论,针对过热汽温这类工况参数对模型参数有较大影响的对象,提出一种固定参数的串级鲁棒PID控制器设计方法。根据被控对象模型的参数摄动范围及概率密度分布,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对串级PID控制器参数进行优化,用Monte-Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验。仿真结果表明,基于概率鲁棒的串级PID控制器对于对象工况参数引起的模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,系统可以兼顾多个工况点的性能,以最大概率满足设计要求,最大限度地挖掘了固定参数串级PID控制器对模型参数具有不确定性对象的控制能力。     

一种基于遗传算法的多模型预测控制方案

针对时滞系统的特点,提出一种基于遗传算法的多模型预测控制方法.利用多个模型逼近整个被控对象的动态特性,针对每个子模型,设计相应的子控制器,通过加权的方式,将有限个控制量映射成最终的控制量;子控制器采用预测控制算法,利用遗传算法得到权值的全局最优解;比较该控制方案和PID控制在时滞系统中的应用效果.仿真结果表明：该算法不但克服了建模的不精确性和参数的时变性,使系统具有良好的控制性能,而且具有较强的鲁棒性.     

基于蚁群算法的智能人工腿最优PID控制器设计

以蚁群系统和蚁群算法为基础,提出了一种新的具有不完全微分的最优PID控制器的设计方法.该控制器以系统单位阶跃响应的超调量σ、上升时间tc以及调整时间ts为性能指标,针对给定的控制对象,利用所建立的蚁群算法搜索出一组最优PID参数K*p,*i及T*d,作为实时控制中PID控制器的参数.该控制器被用于控制智能仿生人工腿中的执行电机.计算机仿真结果表明,与传统的PID控制器相比,这种基于蚁群算法的最优PID控制器具有良好的动态和稳态性能,可用于控制多种不同的对象和过程.     

基于概率鲁棒性的锅炉过热汽温串级PID控制器

基于概率鲁棒性理论,针对过热汽温这类工况参数对模型参数有较大影响的对象,提出一种固定参数的串级鲁棒PID控制器设计方法。根据被控对象模型的参数摄动范围及概率密度分布,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对串级PID控制器参数进行优化,用Monte-Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验。仿真结果表明,基于概率鲁棒的串级PID控制器对于对象工况参数引起的模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,系统可以兼顾多个工况点的性能,以最大概率满足设计要求,最大限度地挖掘了固定参数串级PID控制器对模型参数具有不确定性对象的控制能力。     

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.     

最优PI控制器参数整定及评价

传统的PI(proportional-integral)控制器整定公式不能灵活地适应具体控制系统特定的性能要求。该文提出一种面向性能指标的最优PI控制器参数整定和鲁棒性评价的方法。首先基于广义Hermite-Biehler定理,计算保证闭环系统稳定的PI控制器参数范围;然后利用具有全局寻优能力的遗传算法,按照指定的性能指标在该范围内进行参数优化。根据Monte-Carlo随机试验原理,对模型参数在一定范围内摄动时的鲁棒稳定性和性能鲁棒性进行了定量的比较和评价。仿真研究表明,方法在指定的性能指标上取得了满意的控制效果,在模型发生摄动时与其他4种方法相比较,具有较好的性能鲁棒性。     

基于区间多项式稳定性理论的PID控制器

为了研究热工过程鲁棒PID控制系统的分析和设计,针对具有参数不确定性的区间对象,根据Kharitonov定理及其广义定理,对PID控制系统的鲁棒性进行了分析,利用判断控制系统鲁棒性的充分条件、必要条件和充要条件,提出了一种针对区间对象进行鲁棒PID控制器设计和分析的方法和步骤。通过涡轮机负载的仿真控制实验,表明该方法在保证鲁棒性的同时,简化了分析和设计的计算量。     

一种基于概率鲁棒的分散PID控制器设计

基于概率鲁棒方法,针对具有实参数不确定性的多输入多输出被控对象,提出一种分散PID控制器设计方法.根据被控对象模型的参数摄动状态,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对分散PID控制器参数进行优化,用Monte Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验.对5个多变量化工过程进行了仿真试验,并与基于标称参数的设计方法进行比较.仿真结果表明,基于概率鲁棒的分散PID控制器设计方法对模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,在被控对象存在一定的不确定性时,系统能以最大的概率满足设计要求.     

基于改进人工蜂群优化的精馏过程再沸器控制

该文提出一种基于改进ABC优化微分先行PID控制器的方法,即首先采用跟随蜂阶段基于当前局部最优解搜索策略、采蜜蜂和跟随蜂阶段邻域搜索概率提高传统ABC算法的收敛速度和局部搜索能力,然后将以误差性能指标ITAE为目标函数,运用改进的ABC对已建立的Simulink控制系统模型进行PID控制器参数的优化.仿真结果表明,采用该文方法,可以自动的确定精馏过程再沸器控制中PID控制器最优参数,使整个系统获得较好的控制性能.     

双重控制系统的广义预测控制

传统的双重控制方法建立在简单PID算法基础上,其性能受到一定的限制.为此,将广义预测控制算法应用于双重控制系统中,形成基于预测控制的双重控制算法.该算法继承了传统双重控制方法的控制结构和控制思想,采用主、副2个控制器进行控制.其中主控制器采用广义预测控制算法,针对快回路产生快控制作用使系统具有良好的动态特性;副控制器采用PID算法,针对慢回路产生慢控制作用以实现一定的经济指标;同时,副控制器的输出作为前馈量引入主控制器.主、副2个控制器互相协调工作,使系统既具有良好的动态特性,又符合工艺上或经济上的要求.仿真对比结果表明,该算法控制性能优良,具有较强的的抗干扰性和良好的鲁棒性,是一种较好的双重控制系统控制算法.     

PID Controller Stabilization for First-order Integral Processes with Time Delay

Due to the widespread application of the PID controller in industrial control systems, it is desirable to know the complete set of all the stabilizing PID controllers for a given plant before the controller design and tuning. In this paper, the stabilization problems of the classical proportionalintegral-derivative （PID） controller and the singleparameter PID controller （containing only one adjustable parameter） for integral processes with time delay are investigated, respectively. The complete set of stabilizing parameters of the classical PID controller is determined using a version of the Hermite-Biehler Theorem applicable to quasipolynomials. Since the stabilization problem of the singie-parameter PID controller cannot be treated by the Hermite-Biehler Theorem, a simple method called duallocus diagram is employed to derive the stabilizing range of the single-parameter PID controller. These results provide insight into the tuning of the PID controllers.     

具有输入饱和的非线性广义交联系统的分散控制

利用Lyapunov稳定理论和矩阵理论研究了具有输入饱和的不确定非线性广义交联系统的分散鲁棒控制问题.采用广义Riccati方程,对一类具有输入饱和的不确定非线性广义交联系统,给出了一种分散广义鲁棒镇定控制器的设计.考虑了另一类特殊的具有输入饱和的不确定广义相似交联系统,给出了该类系统的一种分散广义鲁棒镇定控制器的设计,由于控制器本身也具有相似结构,因此控制器很容易设计且易于工程的实现.     

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。     

一类离散不确定时滞系统的鲁棒模糊控制

定义一种具有时滞和参数不确定性的离散Takagi—Sugeno(T—S)模糊模型．研究基于此模糊模型的离散不确定时滞系统的模糊鲁棒控制问题。利用Lyapunov稳定性理论，提出一种基于LMI的模糊鲁棒状态反馈控制器的新的设计方法，给出模糊反馈控制器存在的充分条件，证明模糊闭环系统的鲁棒全局渐近稳定性。算例仿真表明该方法的有效性。     

广义模糊双曲正切PID控制器性能分析

从功能的角度分析了广义模糊双曲正切PID控制器本质特点和控制能力的问题。首先提出了基于广义模糊双曲正切模型的PID控制器,通过系统地分析控制器的结构,证明了该控制器的性能优于传统的线性PID控制器。通过解析分析,分析了该控制器的非线性变化能力。为简化调节参数,提出了三区域广义模糊双曲正切PID控制器。最后,将该控制器和几类经典的模糊PID控制器进行了比较。     

智能控制在氧化物炉的应用

针对传统的ＰＩＤ控制参数整定繁琐,对控制对象的参数变化缺乏自适应性,在介绍了模糊控制和ＰＩＤ控制的基础上,提出了Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ的复合控制算法,实验结果表明,采用复合控制的氧化物炉温控制器具有鲁棒性强,动态品质优和精度高的特点。     

Takagi - Sugeno Fuzzy PID Gain - Scheduling Controllers

This paper aims at Takagi - Sugeno (TS) fuzzy controllers as gain scheduling (GS) schemes of PID controllers. A TS fuzzy controller employs arbitrary input fuzzy sets, product or Zadeh fuzzy logic AND, TS fuzzy rules with linear consequent, and the generalized defuzzifler containing the popular centrold defuzzifler as a special case. We first establish the relationship between the TS fuzzy controller and the linear PID controller. The TS ftizzy controller is accurately a nonlinear PID controller with gains continuously changing with Its process output. Then we point out that the TS fuzzy controller is closely related to the traditional gain scheduler. The gains of the TS ftizzy controller are determined by three two - Input - one - output fuzzy systems with singleton output fuzzy sets. Finally, as a demonstration, a simple TS fuzzy controller employing two linear input fuzzy sets, Zadeh fuzzy logic AND, and the popular centrold defuzzifler is designed to be the gain scheduler for the PID controller. Com