大林算法在MIMO大滞后控制系统中的设计研究

介绍大林算法的设计思想及大林控制器的设计方法,及在多输入多输出(MIMO)大滞后系统中的应用.结合二输入二输出多变量系统进行仿真验证,结果表明大林控制器能够使其控制质量满足性能要求,具有较好的控制效果.     

MIMO大滞后控制系统的设计与应用

介绍了Smith预估补偿控制的基本原理,针对多输入多输出（MIMO）控制系统中存在的大滞后问题,给出了Smith预估补偿的设计方法及计算机控制系统的设计流程,并结合二输入二输出多变量液位控制系统进行仿真验证,结果表明Smith预估控制能够解决MIMO控制系统中的大滞后问题,且能满足控制质量性能要求,具有较好的控制效果,有一定的应用价值。     

基于免疫网络模型的控制系统跟踪控制

针对大滞后、大振荡受控系统的抗干扰及输出滞后问题,基于Varela免疫网络模型与控制系统的相似性,设计单输入单输出情形下的免疫控制器模型.在此控制器作用下,借助非线性系统理论,获得增广系统的稳定性以及受控系统的渐近跟踪特性.数值实验表明该受控系统可以快速跟踪参考信号且具有较好的抗干扰能力和抗滞后特性.     

关于滞后不确定系统的变结构控制与仿真

研究变结构优化控制,对于含有状态滞后和输入滞后的不确定离散时间系统,采用传统的变结构控制器设计方法,很难解决控制输入滞后对系统性能造成的影响,并使系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题,控制效果不理想.为解决上述问题,对状态滞后和输入滞后相同的一类不确定离散时间,进行变结构控制器的设计.根据系统滑模面可达条件,用系统模型不确定项进行等效替换处理,提出改进的变结构趋近律.利用趋近律设计的控制器克服了系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题.仿真结果表明,控制器不仅能够保证系统具有良好的稳态和动态性能,同时动态过程中控制量的切换幅度也可以控制在要求范围内.     

大时滞不确定系统的滞后时间削弱与自抗扰控制

针对具有变时滞、变参数和扰动的大时滞不确定系统的控制问题,本文提出了滞后时间削弱与自抗扰控制方法,综合应用了前馈控制、反馈控制和自抗扰补偿控制.为了提高系统的稳定性,在前馈控制器的设计中采用了系统的边界模型确定控制器参数取值范围;采用系统边界模型输出与系统实际输出的动态加权和作为反馈控制器的输入.为了提高系统控制的性能,自抗扰补偿控制回路的设计基于标称模型的补偿控制器.理论证明和仿真结果表明,所提出的方法是有效的,其在具有模型参数变化、滞后时间变化和外部扰动情况下,能保证系统的稳定性和良好的控制性能.     

具有未知输入增益的非线性系统的跟踪控制

针对具有未知输入增益的非线性系统, 提出了一种可实现系统输出跟踪控制的自适应控制方法. 通过在backstepping设计中引入一种新的Nausbaum增益, 按该方法设计的控制器可以在系统输入增益未知的情况下实现系统输出的渐近跟踪.     

使用低阶参考模型的离散多变量MRACS

本文提出了一种高阶被控对象跟随低阶参考模型的离散多变量模型参考自适应控制系统(MRACS)的设计方法,它利用数字滤波器将系统降阶,通过求解p个一次代数方程而确定的自适应控制输入信号,能够使多变量被控对象的每个多输入单输出(MISO)子系统的输出渐近收敛到对应的单输入单输出(SISO)低阶参考模型的输出,提出的自适应控制器不仅避免了引进正反馈和辅助信号,而且实现了自适应解耦控制,仿真结果表明该控制器具有较好的控制性能。     

基于Avalon总线的多通道PWM控制器的实现

设计了一种可应用于片上可编程系统的多通道数字PWM控制器.该控制器基于Avalon片内总线技术,符合该总线的读写传输时序,具有完备的PWM输出能力.控制器用原理图输入与Verilog HDL语言混合设计的方法在Cyclone II系列的EP2C5F256C6现场可编程控制器上实现.实验表明,这种PWM控制器具有很高的可重用性,更易于调试和实现多通道控制,并可应用于任何支持Avalon片内总线的片上可编程系统上.     

带有输入饱和及输出受限非仿射系统固定时间跟踪控制

针对具有量化输入饱和及输出受限的非线性非仿射系统,提出固定时间自适应神经网络跟踪控制方法.引入中值定理解决系统具有非仿射结构的问题;基于反步法,使用Barrier Lyapunov函数约束系统输出,并利用RBF神经网络逼近未知函数;根据固定时间控制理论设计输入信号,该输入信号由滞后量化器量化,以降低控制信号的通信速率,并保证该系统在满足量化输入饱和及输出受限的条件下,系统可以在固定时间内跟踪上期望信号,且该系统收敛时间与初始状态无关.最后通过Matlab仿真软件验证所设计控制器的有效性.     

分时二次优化控制的空调温湿度控制系统

空调温湿度自控系统是一个多输入多输出、典型强耦合的非线性时变系统,具有鲜明的纯滞后、大惯性特点.针对此特点,结合在制药行业空调控制的具体应用、预估模型和传统PID,提出了一种新型空调控制模式-分时二次优化控制方法.此方法运用前面机理建模方法得出的系统模型,使用现场实验数据确定系统模型参数,通过二次优化得到不同的控制参数...     

基于模糊免疫PID的精馏塔控制系统设计及实现

精馏塔控制系统是一个多变量控制系统,各变量之间耦合严重,并且具有非线性、大时滞、随机干扰量大的特点,无法获得准确的数学模型,应用传统PID控制不能获得理想的控制效果。针对上述问题,提出了一种基于模糊免疫PID的精馏塔控制系统的设计方案,给出了控制系统的硬件及上位机软件的实现方法。实验结果表明,与常规PID控制相比,模糊免疫PID控制具有超调小、响应时间短、过渡过程振荡小的特点,增强了精馏塔控制系统的准确性、快速性、稳定性和鲁棒性,大大提高了控制效果。     

磨煤机制粉系统解耦内模控制器的设计及仿真

本文针对工业过程中常见的多变量时滞耦合输入输出系统,基于内模控制结构提出了一种多变量解耦内模控制设计的方法,该方法设计的内模控制器同时具有解耦器和控制器的作用。其优点是能够实现标称系统输出响应之间的近似或完全解耦,并且改善了系统的大迟延的特性。并与PID对角矩阵解耦设计方法相对比,结果表明：解耦内模控制器设计方法有更好的鲁棒性。     

基于专家PID控制的井下自动配煤系统设计

针对井下配煤过程的多变量、大滞后、非线性和难建模等特点,设计了一套采用以太网结构的自动配煤系统,并将专家系统和PID相结合的专家PID控制方法应用于该系统中,取得了较好的控制效果。     

多温区电加热炉的系统模型辨识及仿真试验

多温区电加热炉建模是系统辨识领域中的一个典型问题,电加热炉控制过程往往表现出非线性、大迟延和耦合性等特点,难以用传统方法建立精确的数学模型.针对此问题,提出了一种加权最小二乘递推辨识算法,并应用到钟罩式加压烧结炉的建模试验中,通过试验验证了该方法能够获得较好的数学模型.此方法对多变量工业过程的控制方法研究、多变量系统的控制理论研究有着广泛的理论和实际意义.     

电厂锅炉燃烧过程控制改进方案及实现

针对锅炉燃烧系统多变量、强耦合、大时滞的复杂特性,提出一种多变量时滞对象的控制方法,以动态风煤比的形式对燃烧过程实施先进控制。所实现的改进的多变量Smith预估算法有效地克服了模型失配对控制的不利影响;多模型智能控制解决了在负荷变化时对象模型的参数不确定性。对某热电厂锅炉燃烧过程的控制结果表明,该方法易于工程实现,适应性强,控制效果优于原DCS系统的PID控制。     

多变量控制系统CAD软件包及其应用

以多变量频域法中的逆Ｎｙｑｕｉｓｔ阵列法为基础，开发了设计多变量控制系统的软件包，利用该软件包设计了直流锅炉控制系统。该系统结构简单、工程应用方便、调节品质良好、具有较好的鲁棒性，为多变量控制系统设计提供了一种实用有效的方法。     

Optimal multi-variable control of gas turbine engines

This paper focuses on the practical problems of gas turbine engine local-optimal multi-variable control design and implementation. An algorithm for real-time resolution of the optimization problem is proposed for the non-linear optimal control design of the engine. The example of the turbo-jet engine multi-variable control presented shows that the method developed is highly efficient.     

多变量数字鲁棒最优控制器的设计及应用

针对线性多变量离散控制系统,给出一种新的鲁棒最优控制器的设计方法．该方法提出了多变量系统的行特征函数的设计新思想,实现等价系统的动态解耦,使闭环控制系统的传递函数矩阵为正规矩阵,达到鲁棒H∞最优稳定;进一步,通过对等价解耦控制系统应用l∞最优控制方法,又能使原闭环控制系统获得最优时域指标．通过在某纸机3种定量和水分控制系统中的在线应用,验证了数字控制器的最优性与鲁棒性．     

基于FNN的板球系统轨迹控制方案

基于视觉的板球系统是一个典型的多变量、非线性控制对象,本文针对该系统的基本位置控制和轨迹控制问题,提出了模糊多变量控制方法并结合神经网络控制方案,仿真实验结合实际系统实验均实现了其对位鼍控制和任意运动轨迹控制,验证了控制效果。     

一种多变量预测控制的分程控制策略实现方法

针对包含分程控制回路的控制系统具有 非线性特征,提出一种适用于多变量模型预测控制的分程控制实现方法.在分程控制的各线性区间内根据 各分程阀的不同动作组合建立预测模型,通过在线比较控制器输出信号值与相应定义的中间阈值选择模型,模型 发生切换时保留切换前模型中的输出预测值作为当前模型下的初始输出预测值;解决了控制过程存在分程 控制需求时,多变量预测控制器的设计问题,提高了线性预测控制器的适用范围.仿真结果验证了所提出 方法的有效性.