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.     

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.     

史密斯预估补偿控制及MATLAB仿真

介绍了纯滞后系统的史密斯预估补偿方案,并用MATLAB的SIMULINK进行仿真分析,给出了仿真的结果.结果表明,该方法可抵消纯滞后特性所造成的影响,明显地减小超调量和加速调节过程,提高了控制质量.     

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。     

大林算法在位置随动系统中的应用

为了解决含有纯滞后惯性环节的位置随动系统采用常规的直接数字控制方法较复杂且效果不佳的问题,提出利用大林算法来处理其纯滞后的惯性环节。通过对大林控制器的详细设计过程和对位置随动系统的实例仿真可以看出,大林控制器具有良好的鲁棒性和较高的灵敏度,最后得出了大林算法在含有纯滞后惯性环节的位置随动系统中具有应用价值的结论。     

热压炉的温度控制

文章中的被控对象是具有纯滞后环节的电阻加热炉的温度 ,由于系统模型不准确 ,而传统的 Sm ith预估器要求模型准确 ,因此控制效果会受到影响。采用一种基于模型补偿的改进算法 ,并且通过对改进后的 Sm ith预估器控制结果的仿真 ,结果表明即使对象模型不很精确 ,只要系统稳定就能消除误差。因此这种改进后的方法具有较好的控制性能和鲁棒性     

基于最小二乘法研究一类过程的模型化

对于一类具有自衡的非振荡的对象,把它近似成一阶惯性纯滞后环节.利用最小二乘参数估计方法,确定一阶惯性纯滞后环节传递函数参数,基于Matlab编写辨识程序.     

介绍克服纯滞后的一种方法

我们知道如果在一个自动调节系统中引入了纯滞后,它会使的调节质量显著下降,所以在设计一个自动调节系统时都尽量避免在所设计的系统中引入纯滞后。有些情况下由于工艺本身决定或者测量仪表按装位置具有特殊要求时(例如PH测量中电极位置)不可避免地会引入了纯滞后,在这种情况下由于系统中引入了纯滞后调节质量会显著下降,为此就需要采取一些办法来克服纯滞后给调节质量带来的影响。下面本文就来介绍     

光电跟踪平台脱靶量滞后补偿方法

针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标"当前"统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非线性跟踪微分器得到滞后脱靶量的跟踪信号及其微分信号。在此基础上,采取直接预测补偿法处理延迟环节,从而估计出不含延迟的脱靶量信号,并利用滞后脱靶量和跟踪信号的间距自适应调整非线性跟踪微分器的参数。根据机动目标的"当前"统计模型建立离散状态方程,采用修正的瑞利分布描述目标加速度的"当前"概率密度,从而估计在采样保持阶段的目标脱靶量,实现对采样保持环节的补偿。实验结果表明:所提方法将单位阶跃响应的超调量由基于自适应最小均方差补偿方法及基于卡尔曼滤波补偿方法的19.4%和13.7%降低至2.5%;所提方法能有效补偿延迟环节和采样保持环节,提高光电跟踪平台的目标跟踪精度。     

基于低阶自适应模型及时滞补偿的单晶硅直径控制研究

直拉单晶硅直径与功率之间是一个复杂的四阶振荡系统,并有一定的惯性滞后,因此,使用常规方法控制该系统不能获得满意的性能.采用自适应降阶模型加时滞环节拟合复杂高阶系统,并进行时滞补偿控制.仿真结果表明:带有时滞环节的自适应降阶模型具有良好的自动拟合复杂系统及时滞补偿能力,使得直径控制系统具有良好的动静态性能.     

基于MCS算法的自适应时滞补偿振动控制研究

由于Smith预估时滞补偿器对预估模型和预估时间有较高的要求,在预估模型和时间出现较大偏差时会引起时滞补偿的MCS算法出现控制效果下降甚至失稳的问题,因此,基于李雅普诺夫稳定性原理,设计一种自适应时滞补偿结构添加到时滞补偿MCS算法中,构建一种具有自适应时延补偿的MCS算法。选取悬臂梁结构为研究对象进行仿真分析,结果表明改进的MCS算法不仅克服了预估时间出现较大偏差时的失稳问题,而且具有较好的时滞补偿控制效果。     

Optimal disturbances rejection control for singularly perturbed systems with time-delay

The optimal control design for singularly perturbed time-delay systems affected by external disturbances is considered. Based on the decomposition theory of singular perturbation, the system is decomposed into a fast subsystem without time-delay and a slow time-delay subsystem with disturbances. The optimal disturbances rejection control law of the slow subsystem is obtained by using the successive approximation approach (SAA) and feedforward compensation method. Further, the feedforward and feedback composite control (FFCC) law for the original problem is developed. The FFCC law consists of linear analytic terms and a time-delay compensation term which is the limit of the solution sequence of the adjoint vector equations. A disturbance observer is introduced to make the FFCC law physically realizable. Numerical examples show that the proposed algorithm is effective.     

基于组合Smith的模糊PID控制在湿度控制中的应用

针对烧结制粒湿度控制系统的大时滞、参数时变的特点,提出了基于组合改型smith预估器的模糊ND控制策略。仿真结果表明,此方法有效地补偿了大时滞的影响,对克服系统参数时变具有很强的鲁棒性,取得了较好的控制效果。     

一类状态时滞系统的最优预见控制器设计

研究了一类状态时滞系统的最优预见控制器设计问题. 首先通过差分将所研究的时滞系统转化为形式上不含时滞的一般系统,然后根据已有的无时滞系统的预见控制理论设计出系统的控制器,并且给出了所设计的控制器存在的充分条件.仿真实验说明了预见前馈补偿的有效性.     

带持续扰动线性时滞大系统前馈反馈最优控制

针对在外部持续扰动下的线性时滞大系统,提出了一种前馈反馈最优控制的逐次逼近算法;将既含有时滞项和超前项,又含有耦合项的两点边值问题,转化为既不含有时滞项和超前项,又不含有耦合项的非奇次线性两点边值问题族,该线性两点边值问题族的解序列一致收敛于原最优控制问题的解;得到的最优控制律由解析的无时滞前馈反馈控制部分和伴随向量序列极限形式的时滞补偿控制部分组成,补偿项由逐次逼近法求解一族线性伴随向量方程的解序列求得;截取时滞补偿序列的有限项,得到大系统的前馈反馈最优控制律。     

一类时滞离散模糊切换系统的H∞控制

研究了一类时滞离散模糊切换系统的H∞控制问题.基于模糊Lyapumov-Krasovekli函数,应用并行部分补偿算法,设计了使模糊系统全局渐近稳定的控制器,提出并证明了一个新的判别闭环一类离散时滞模糊切换系统H∞渐近稳定的充分条件.     

主动或半主动控制系统的时滞与补偿

首先分析了主动和半主动控制系统中时滞产生的原因,接着研究了控制系统时滞的测量和识别方法,然后研究了时滞对控制系统的影响,最后提出了结构振动控制系统时滞补偿的两种策略,即移相法和状态预测补偿策略.通过计算机仿真分析,结果表明:这两种时滞补偿方法都是有效的、可行的.     

一种具有控制时滞的离散系统的变结构控制设计

研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题。首先将离散系统简化为不含时滞的线性离散系统,然后对简化的系统提出一种新的变结构控制设计算法。该算法分为2个阶段:当系统轨迹在滑模某邻域外时,控制率使系统轨迹单调趋近于滑模面;当系统轨迹渐近进入到该邻域内,控制率使其轨迹一步到达滑模面。抖振现象是离散系统滑模控制算法的主要缺陷,一些学者针对离散系统在削弱抖动方面做了广泛而深入的研究。离散系统在削弱抖振方面的研究提出的算法可以有效地削弱系统解轨迹的不连续性产生抖振的现象,使系统稳定。文章最后给出了数值计算和仿真算例。     

基于MCS算法的振动主动控制时滞补偿

 针对振动主动控制中时滞会引起最小控制合成算法失稳问题,提出在传统的最小控制合成算法(MCS)的基础上,应用smith 预估器时滞补偿原理,在MCS 算法中添加时滞补偿因子,构建一种改进的具有时延补偿的MCS 算法。选取工业生产中常见的受控机械臂结构进行建模和仿真。结果表明,改进的MCS 算法克服了振动主动控制策略中时滞失稳问题,具有较好的时滞补偿控制效果。     

广义预测算法在网络控制系统中的应用

在网络控制系统中,由于网络的引入不可避免的导致信息的延时.从而使得控制系统的性能下降甚至导致系统不稳.本文在分析网络时延特性的基础上,采用广义预测控制策略对进行时延补偿,并利用Matlab对被控对象进行了仿真实验研究.仿真结果表明该控制策略能使得网络控制系统具有良好性能.