多变量解耦内模控制器的设计

针对一般多变量解耦控制器将解耦与控制器分别设计所造成的误差问题,提出将内模解耦与控制器一起设计的多变量解耦内膜控制器设计方法.该方法让控制器同时扮演解耦补偿器和内模控制器的角色.首先通过解耦分析和稳态误差分析,使得控制器的设计过程不需要对模型进行降阶就可达到理想的控制效果,再详细推导控制器的设计,得到控制器设计的一般通式,保证了控制器的物理实现,同时增强了系统的鲁棒性.仿真结果表明,该控制器较一般的解耦控制器鲁棒性好,设计简单,是消除多变量系统的解耦过程与控制器设计之间误差的一种可行方法,且该方法已在燕山石化常减压项目得到应用,效果非常好.     

有效传递函数在多变量耦合系统中的应用

针对多变量系统具有多时滞、强铰链耦合的特点,提出了有效开环传递函数解耦策略。由于有效开环传递函数所描述的动力学行为的复杂性,首先采用模型降阶技术,将系统逼近一阶环节+延时(FOPDT)形式;然后运用IMC控制策略实现单位反馈控制。为得到传统PID控制器的典型表达形式,将IMC控制器进行麦克劳林级数展开,通过对相应项系数的比对得到了传统PID控制器。仿真分析表明了该方法能够提高系统动态响应速度、减小稳态误差,实现了多变量耦合系统的理想控制。     

双馈风力发电机的内模控制器设计

针对双馈风力发电机(DFIG)中普遍存在的功率耦合问题,设计了一种基于内模原理的电流控制器.首先介绍了内模控制(IMC)理论的系统结构,在此基础上推导出双馈风力发电系统的传递函数,并建立基于内模控制的电流内环数学模型;其次,内模控制器的参数整定参考系统的平方积分误差值,其鲁棒稳定性参考M值的大小;最后利用Matlab仿真平台进行了仿真实验.结果表明,该控制器实现了系统有功和无功的充分解耦,并具有较好的稳态和动态性能.     

一种分数阶内模TIλDemμ控制器设计方法

针对整数阶、 分数阶被控对象,提出了一种分数阶内模TI^λD^μ控制器的设计方法．首先对原被控模型进行降阶处理,得到二阶分数阶延时系统模型．然后将内模控制思想引入到降阶模型,设计内模控制器G_IMC（s）．最后将G_IMC（s）与所提的新型TI^λD^μ控制器进行参数对照,能够清晰地得出参数间的对应关系,从而得出分数阶TI^λD^μ的各参数．仿真结果表明,TI^λD^μ控制器能够获得良好的控制品质和鲁棒性．     

基于速度模型的改进内模控制算法

对非线性动态系统采用速度线性化方法建立全局的线性模型,速度模型的线性参变(LPV)系统由输入和输出的信息来描述,而稳态信息由偏差来表示.针对速度模型的内模控制(IMC)不能有效消除线性参变模型稳态误差的问题,提出了一种改进结构的内模控制器,以实现零稳态误差.此方法可应用于具有强非线性pH值的中和过程,仿真结果表明该方法的有效性.     

一种复杂系统的最优分数阶内模控制器设计

针对复杂系统提出了一种最优分数阶内模控制器设计方法。引入一种带混沌算子的人群搜索优化算法（Seeker Optimization Algorithm,SOA）将系统模型降阶简化,在此基础上完成了一种新的分数阶内模控制器的设计和参数最优整定。仿真结果表明,降阶模型很好地逼近了原系统,设计的控制器可以使系统具有良好的动态性能及克服参数变化的鲁棒性。     

双输入双输出过程解耦内模控制

针对双输入双输出稳定过程,提出一种新的解耦内模控制设计方法.综合解耦和稳态误差两方面因素,利用对象传递函数模型行列式的静态增益及次对角元素与同行相应主对角元素之商的不合理部分(即不稳定极点和纯超前部分)的逆来设计控制器,简化了多时滞问题的处理.对Wood-Berry蒸馏塔过程设计内模控制器,并将其转化为能在DCS上实施的PID控制器,仿真结果表明了该方法的有效性,控制系统具有较好的解耦能力和较强的鲁棒性.方法简单,易于实现,具有工程应用价值.     

改进的模糊内模控制在时滞系统中的应用

采用模糊控制器和内模控制器相结合,对模糊内模控制方法进行了研究。将Smith预估器和内模控制器结合起来,使用模糊控制器作为主控制器。用积分环节消除系统的静态误差,用惯性环节低通滤波来改善模型失配较严重的情形。能在较大的模型误差范围内得到良好的控制品质。通过时滞系统试验表明本文提出的控制方案同常规控制方法相比有了更好的鲁棒性和较好的控制性能。     

基于α阶逆的大时滞非线性动态矩阵控制

针对一类大时滞非线性系统,提出了基于α阶逆的动态矩阵控制新方法.该方法采用BP神经网络辨识逼近原非线性系统的α阶逆系统,并与原系统串联复合组成伪线性系统;采用基于线性系统的动态矩阵预测控制方法设计系统附加控制器.在系统存在建模误差、存在扰动和模型参数发生较大变化等情况下,采用该控制方法依然具有很好的动、静态性能和很强的鲁棒性.给出了详细的设计原理和步骤,并通过大量的仿真分析与已有的大时滞非线性系统内模控制研究结果进行了比较:内模控制依赖于系统模型,当模型出现严重失配的情况下,系统性能变坏,而采用提出的方法则不依赖系统精确的数学模型,计算量小,简化了非线性系统的设计;研究与仿真结果证明了所提控制方法的有效性.     

复杂系统的分数阶内模控制器设计

针对高阶复杂系统提出一种分数阶内模控制器设计方法。利用微粒群算法(PSO)进行模型化简,基于内模控制(IMC)原理设计分数阶控制器,该控制器仅有一个可调参数,并根据鲁棒性能指标给出控制器参数整定的解析表达式。仿真结果表明,该方法可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、扰动抑制特性以及克服参数变化的鲁棒性。