动态矩阵控制在喷雾干燥塔中的应用研究

干燥塔温度控制中,由于系统存在较大滞后,采用动态矩阵控制,通过工厂测试得到干燥塔温度控制系统的降阶动态模型,再通过仿真,得出动态矩阵控制完全适合干燥塔温度控制,解决了纯滞后系统控制的难题,并在实际中得到应用.     

内模控制在电加热炉温度控制中的应用

针对电加热炉控制对象的纯滞后过程控制问题,本文采用内模控制策略对其进行控制.在系统仿真的基础上,基于PLC编制内模控制程序,并应用于一个含有较大纯滞后的电加热炉温度控制.仿真和应用结果表明,模型参数变化时,此方法充分利用了内模控制的时滞克服能力和鲁棒性强等特点.编程易实现,对控制系统硬件要求较低,控制效果较好,具有较高的应用价值.     

基于PCS7的内模控制器设计与应用

针对工业对象的高阶以及非线性特性,采用二阶加纯滞后模型作为内模控制的内部模型,提出了一种通用内模控制器的设计方法;根据内模控制的原理以及二阶加纯滞后模型的差分方程,推导出通用内模控制器的算法.通过PCS 7 V6.1系统软件中的结构化控制语言SCL将内模控制算法编译成可通用的FB功能块,在西门子过程控制系统PCS7中实现了内模控制;最后利用精度较高的最小二乘法辨识被控对象的模型,将该通用内模控制器应用在工业中普遍使用的高阶大滞后对象换热器的出口温度控制过程中,取得了很好的应用效果;应用表明,内模控制器在工业DCS应用过程中具有高性价比,能有效地拓展内模控制的应用空间.     

原料预热温度的模糊PID-神经元控制

针对具有不确定性、大纯滞后的催化裂化反应再生装置原料预热温度控制,提出了一种模糊PID-神经元控制方法.从介绍催化裂化反应再生装置原料预热被控对象的建模、神经元非模型控制和公式化的模糊控制方法人手,建立了模糊PID-神经元控制系统,设计了模糊神经元混合控制器,并使用神经元来在线调整模糊PID控制器的模糊规则.仿真实验结果表明所提出的模糊PID-神经元控制方法具有强鲁棒性,能有效控制具有大纯滞后和不确定性的对象.     

肿瘤热疗中温控系统的建模与仿真

热疗是近几年出现的一种治疗肿瘤的新方法,针对热疗温度控制对象的纯滞后特性,在具有一阶惯性环节的Smith预估器的基础上,结合模糊PID控制与模糊自适应Smith预估控制,提出了一种模糊Smith智能控制方法。在生物热传递方程的基础上,建立了典型的热疗数学模型。通过对此模型的仿真研究表明：模糊Smith智能控制方法改善了控制性能,使温度控制系统的鲁棒性和抗干扰性得到了显著提高。     

具有状态纯滞后的预测控制

本文结合一些生产过程其状态空间模型具有状态纯滞后这一实际问题,给出了一种具有状态纯滞后的状态反馈预测控制算法,减小了在线计算量.     

Smith模糊自适应PID算法在热力站控制中的应用

在集中供暖的热力站控制系统中,由于被控对象本身具有非线性、纯滞后、参数时变等特点,常规的PID控制器难以达到理想的温度控制效果,结合Smith控制和模糊自适应PID控制的优点,提出了一种基于Smith预估补偿的模糊自适应PID控制器.介绍了其控制器的原理并给出了具体的设计方法.在模型匹配和模型失配的情况下进行了仿真研究,结果表明该控制器的动态响应快、超调量小、稳态精度高,具有良好的稳定性和鲁棒性,适用于参数变化的大滞后热力站控制系统.     

强耦合双通道热分析炉温度跟随控制策略研究

量热仪作为化学品热危险性评估的主要工具之一,其热分析炉温度控制的准确性、通道间温度无差异性是保障样品放热量检测精度的前提.针对该类炉体纯滞后、大惯性及通道间强耦合的特性,提出了一种将功率补偿、模糊PID与跟随控制相结合的控制策略.此策略无需准确的数学模型,计算简单.实验结果表明,该控制策略相比于传统PID控制具有响应快、超调小、双通道温差小的特点,满足双通道热分析炉匀速升温控制中速率准确性和双通道温度一致性要求.     

基于模糊Smith方法的温控系统仿真研究

在过程控制中,经常会碰到纯滞后、时变、非线性的复杂系统,传统的模糊控制和PID控制方法解决上述问题效果不佳。为了解决控制系统中超调量大和调节时间长等问题,针对热疗温度控制对象的纯滞后特性,在Smith预估器和传统PID控制的基础上,结合模糊PID控制与模糊自适应Smith预估控制,提出模糊Smith智能控制方法。方法通过对模型的纯滞后进行补偿,来减小纯滞后系统的超调和增强系统的稳定性。通过建立热疗数学模型并进行仿真研究,结果表明无论在参数不变还是参数改变的情况下,方法在超调量和凋节时间等方面都有很大提高,极大地改善了控制性能,提高了温度控制系统的鲁棒性和抗干扰性。     

一种采用变采样周期-变结构的炉温控制系统

本文提出一种采用变采样周期、变结构的电阻炉温度控制系统. 文章从建立纯滞后时间τ的模型出发,在采样过程中使采样周期随纯滞后时间的变化而 变化.而在采样周期缩短到允许的最小值后,模型结构由带纯滞后模型转变为不带纯滞后的 二阶模型. 试验表明该系统的最大超调最小于0.5%.     

大时滞过程的预测控制——催化裂化反应再生系统原料预热回路控制

实际的复杂工业过程,往往具有大的时滞,例如：炼油厂催化裂化装置的反应再生系统,其原料油预热通过油浆换热实现,因此时滞特别大,本文针对这一类大的时滞过程,设计了以动态矩阵控制为核心算法的预测控制系统,运行实践表明：这一控制方案比原ＰＩＤ控制在控制质量上有效大提高。     

大时滞过程的预测控制——催化裂化反应再生系统原料预热回路控制

实际的复杂工业过程 ,往往具有大的时滞 ,例如 :炼油厂催化裂化装置的反应再生系统 ,其原料油预热通过油浆换热实现 ,因此时滞特别大 .本文针对这一类大的时滞过程 ,设计了以动态矩阵控制为核心算法的预测控制系统 ,运行实践表明 :这一控制方案比原PID控制在控制质量上有较大提高 .     

遥操作机器人系统的变时延控制

由于遥操作机器人传输通道中存在着变化的通讯时延,造成了系统不稳定和操作性能降低等问题。为了消除或减少时延的影响,在利用RBF神经网络进行延时预测的基础上,通过改进型Smith预估器进行遥操作机器人的时延控制,从而使系统稳定,并易于操作。理论分析表明,该方案对时延的变化有较强的适应性,控制系统的鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制,且易于实现。仿真结果表明,在时延情况下,该方法可实现对遥操作机器人较为准确的测控。     

并联式太阳能热泵热水器控制系统设计

阐述了并联式太阳热泵热水器是最易受推广使用的太阳能热泵热水器类型;针对23目前并联式太阳能热泵热水器存在的集成化控制问题,分析了并联式太阳热泵热水器控制系统的控制要求,采用水位、温差与时间相结合的控制方法,以ATmega48单片机为核心,研究了控制系统的工作原理、硬件结构及控制数据流程;系统能够根据天气、水温等不同情况自动选择太阳能机组或空气能热泵机组来制取热水,并且具有主要设备的故障自诊断功能、压缩机延时保护功能及智能化霜功能,提高了该热水器的稳定性和低温制热效率;测试结果表明:使用该集成系统后,系统平均能源利用率提高了约23%。     

预报式模糊控制在热处理电阻炉温控中的应用

针对热处理电阻炉炉温的精确与平稳控制，简介了用ＰＩＤ算法及经典模糊控制算法的使用结果与缺陷，在此基础上给出一种用于控制滞后系统的预报式模糊控制算法，并将此算法作了适合电阻炉特性的改进，通过对比三种算法的温度控制结果，验证了新算法的有效性。     

基于时延预测模型的网络补偿控制器设计*

针对网络控制系统中随机双向通道时延引起的不确定性问题,提出一种基于时延在线预测模型改进的补偿控制方法。首先,基于自回归模型构建时延预测模型,通过递推最小二乘法实时更新模型参数以预测前向通道时延,并由区间分割法获得高精度的环回时延;然后,设计状态预估器、网络预测器和时延补偿器对环回时延进行补偿,进一步提高系统性能。采用TrueTime工具箱构建网络闭环仿真系统以仿真实际的网络传输情况,同时对PI控制、传统的时延补偿控制以及改进后的时延补偿控制进行对比实验,验证该方法的优越性。     

基于时延估计组合模型的NCS控制方法研究

在对网络传输时延的组成和特性进行分析的基础上,针对双边网络控制系统,提出了一种时延估计组合模型,并对该组合模型的有效性进行了评估。利用该模型进行网络时延估计,估计结果用来设计网络时延补偿控制器,以实际网络时延为实验数据进行了仿真实验,实验结果表明网络控制系统的动态性能有了明显改善,同时进一步证实了时延估计组合模型的有效性。     

改进DMC在远程网络化过程测控系统中的应用研究

针对Internet网络测控系统的网络延时、时序错乱和数据丢包现象,引入时间序列分析方法,构建了DMC多步预测控制模型;采用时间序列排序与插值,解决时序错乱和数据丢包问题;对于系统的反馈通道延时,提出基于信息缺失下的改进DMC多步预测控制,减小其影响;对于系统的前向通道延时,在新的控制信息未到时,利用多步预测的第N步信息顺序控制。整个系统通过TRU-ETIME仿真,当网络延时在20倍采样周期内时,系统控制实时。结果表明改进DMC在减小网络延时、时序错乱和数据丢包对系统的影响是可行的。     

基于NTC热敏电阻器的实时PCR仪数据采集器设计

实时聚合酶链反应(PCR)是一种通过热循环与荧光信号检测方法实现特定DNA片段的快速复制与定量检测的技术.PCR反应过程中,热循环温度控制精度决定了PCR反应效率,从而直接影响定量检测的精度.根据非稳态传热原理,热量从基座传递到试液需要一定的时间,为了检测这一延迟时间对温控的影响,基于NTC热敏电阻器,采用USB总线和...     

基于智能模糊遗传算法的锅炉自动控制技术研究

锅炉是国民经济中重要的热能供应设备,电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业以及民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉燃烧过程是一个具有大惯性、大时延、变参数的多输入多输出复杂过程,传统的锅炉燃烧控制多采用PID控制,但PID控制是无法为具有大惯性、大时延和变参数的过程提供高质量的控制的,解决这些问题的方法是采用比PID更为有效的控制技术。