预测函数控制及其在伺服系统中的仿真研究

根据预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，在分析其一般算法的基础上，设计了典型伺服控制系统的预测函数控制器。采用同步齿型带传动的单级倒立摆系统，对该广义被控对象进行线性拟合简化后得到单级倒立摆系统的预测模型，通过PFC与PID串级控制仿真研究，结果表明PFC串级控制能在快速系统中改善系统的跟踪性能，适应快速、高精度受控对象对控制算法的要求；PFC控制系统的动静态品质及在参数时变等情况下的鲁棒性均优于常规PID串级控制，抗干扰能力强，具有较高的工程应用价值。     

DMC—PID算法在大时延系统中的应用

针对温室环境测控系统中的非线性、慢时变、大时延和多变量耦合等特性,设计了DMC-PID串级控制系统。该系统将串级控制结构与预测控制算法相结合,内回路采用常规比例调节器,外回路采用动态矩阵控制器(DMC)。既保持了预测控制的强鲁棒性和跟踪性能,又具有足够的抗干扰性。仿真结果表明,所设计的系统在控制品质、鲁棒性方面明显优于常规PID控制系统。     

约束预测控制在低氮燃烧机组过热蒸汽温度控制系统中的应用

针对某低氮燃烧机组运行过程产生的燃烧滞后、汽温波动大等问题,提出一种带有约束优化的预测控制算法,并将其应用到电厂过热蒸汽温度控制系统中,构成串级预测控制系统。仿真结果表明：带有约束的过热蒸汽温度串级预测控制系统的控制量能被有效控制在约束范围内,系统的抗干扰性和鲁棒性均优于常规PID控制系统,过热蒸汽温度控制品质得到很大提升。     

模型预测控制在电厂过热汽温系统中的仿真研究

针对火电厂过热汽温的动态特性,在PID串级控制方案中引入模型预测控制结构,副环采用常规PID控制,快速抑制进入系统的干扰,主环采用动态矩阵控制(DMC),抑制对象的大迟滞特性,以获得优良的跟踪性和鲁棒性。这种控制策略综合利用了预测控制的性能优点和串级控制的结构优点,仿真结果表明,该方法比常规PID串级控制更能有效地克服系统时滞、模型失配和干扰等未知影响,并且有较高的控制精度和较强的鲁棒性,可获得满意的控制效果。     

PFC-PID串级控制在主汽温控制系统中的应用研究

针对火电厂主汽温控制系统大惯性，大迟延，慢时变以及扰动因素较多，常规串级PID控制难以取得满意的调节效果的特点，该文介绍并分析了预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，给出了一阶加纯滞后系统的预测函数控制的具体算法，并将PFC和PID控制相结合，提出了PFC－PID串级主汽温控制策略，系统的内回路采用PID控制，内回路和主调节区对象构成PFC的广义被控对象，对广义被控对象进行拟合简化得到一阶加纯滞后对象，作为PFC的预测模型，算法简单；预测模型失配时，系统仍具有良好的控制品质，易于工程实现，具有较高实际应用价值，大量的仿真实验表明，采用PFC－PID串级控制策略的主汽温控制系统的动态品质明显优于采用PID串级控制策略的系统，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

一种改进的广义预测控制算法分析与应用

在分析PID算法和广义预测控制算法（GPC）的基础上,将广义预测控制算法的性能指标构造成PID形式,并推导了改进的PID型广义预测控制算法（PIDGPC）。通过仿真在时域内分析了PID型广义预测控制算法控制器的参数选择对控制性能的影响。通过与基本广义预测控制算法对比,说明了PID型广义预测控制算法具有更好的控制性能,将会有较好的工程应用前景。     

串级系统智能模糊比例微积分控制器设计

在串级控制系统的基础上，主调节器采用智能模糊比例微积分（PID）控制算法，副调节器采用常规PID算法，将数字PID控制与模糊控制结合起来构成智能模糊控制器可对PID的参数进行在线调节，仿真试验表明，该控制器可有效提高系统控制品质，具有很好的抗干扰能力。     

基于动态矩阵控制的再热汽温控制系统

预测控制具有良好的动态响应和跟踪性能,但抗干扰性和鲁棒性差.针对火电厂再热器出口温度的大惯性、大延迟的特点,提出了一种改进的动态矩阵控制(DMC)算法,并采用串级控制结构,即内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动,外回路采用带前馈补偿的DMC控制克服蒸汽流量的扰动.将DMC算法和串级控制相结合,充分发挥了PID抗干扰性和DMC对惯性、延迟适应能力强的优点.仿真结果表明,该方案对再热汽温控制系统具有较强的鲁棒性及良好的抗扰动性能,提高了系统的动、静态性能指标,DMC-PID串级控制系统总体性能优于PID-PID串级控制系统.     

锅炉水位控制系统的串级广义预测控制

针对火电厂锅炉汽包水位对象的复杂非线性动态特性,为提高水位系统控制的可靠性和安全性,设计串级广义预测控制(CGPC)结构。内回路采用PID控制可以快速消除给水流量的扰动,外回路采用具有滚动优化和反馈校正功能的CGPC控制结构,有效克服了蒸汽流量的扰动。仿真结果表明,应用该方法得到的CGPC-PID控制系统具有较高的预测精度和良好的抗扰动性,提高了系统的静态和动态性能指标,CGPC-PID串级控制系统控制性能优于常规PID-PID串级控制系统。     

串级系统智能模糊PID控制器设计

在串级控制系统的基础上 ,主调节器采用智能模糊 PID控制算法 ,副调节器采用常规 PID算法。将数字 PID控制与模糊控制结合起来构成智能模糊控制器可对 PID的参数进行在线调节。仿真试验表明 ,该控制器可有效的提高系统控制品质     

核电站蒸汽发生器水位的模糊GPC控制系统研究

蒸汽发生器水位直接影响到整个核电站的安全及稳定运行,但蒸汽发生器本身由于所具有的高度复杂性、非线性、时变性等特性,导致传统的串级PID控制等多种方法难以取得好的控制效果.在串级控制的基础上,采用模糊广义预测控制来对蒸汽发生器水位进行控制,此法能充分发挥模糊控制及预测控制的优点,首先利用T-S模糊模型对系统进行辨识,并将其转化为线性时变状态空间模型,然后基于线性化的模型设计出广义预测控制器,并对蒸汽发生器水位进行自适应控制.仿真结果表明,与传统的串级PID控制相比,模糊广义预测控制方法无论是抗干扰能力还是鲁棒性,都有了很大的提高.     

基于预测控制的PID调节位置跟踪系统的设计

通过对预测控制和传统的PID闭环控制的分析和研究，提出了将先进的预测控制算法和经典的PID闭环控制相结合，构成软硬件结合的双层控制的思想。建立了一个三轴仿真系统中的交流伺服电机模型，并将控制算法应用于系统的单轴进行了控制实验研究。结果表明，该双层控制策略比PID控制算法使系统在跟踪特性、稳定性和鲁棒性等方面都有了提高。     

基于Smith预估的模糊/PID串级主汽温控制系统仿真

针对火电厂主汽温控制对象特点,提出一种带Smith预估的模糊/PID复合串级控制系统。该系统的主控制器采用模糊/PID并联控制器,其中常规模糊控制模块中加入了自适应环节,主环中还采用增益自适应Smith预估控制器,以提高系统适应工况变化能力。Matlab仿真结果表明,新的串级控制系统对模型的不确定性和外扰均有较强的适应性和鲁棒性,其控制品质远优于常规的串级控制系统。     

PID自动整定和阶梯式GPC在大型电站锅炉中的应用

将PID自动整定和阶梯式广义预测控制（GPC）同时运用到大型工业锅炉的重要控制回路（如汽包水位和主蒸汽压力）中。而阶梯式GPC的应用则突破了以往GPC等方案只用于小型锅炉的控制、大型锅炉仅进行仿真或仅对过热蒸汽温度等回路进行控制的状况。针对在线计算的快速性要求,对GPC进行修改,得到阶梯式GPC方法,使计算量比GPC的递推算法大为减少,使之满足实际应用的要求。2种方法均在某420 t/h锅炉中取得了很好的实际控制效果。     

基于Dahlin-Smith预估补偿的常压加热炉温度控制系统

针对含有纯滞后的常压加热炉温度串级控制系统,按照Dahlin算法将副回路设计为一阶加纯滞后环节,提出了带Dahlin-Smith预估补偿的前馈串级控制方案。前馈补偿可有效消除主回路中进料干扰的影响,副回路引入Dahlin-Smith预估器将纯滞后移出副环,主回路再次引入smith预估克服了副回路移到主环的纯滞后的影响。仿真表明该方案比一般的Smith加串级PID控制具有更好的鲁棒性。     

基于混沌遗传算法的主汽温系统RBF-PID控制

针对火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延等特性,提出一种基于混沌遗传算法的径向基函数神经网络整定PID参数的控制策略。利用遗传算法优化神经网络权系数,同时利用混沌优化方法的局部快速搜索能力,实现全局最优化。该控制策略不仅具有常规PID串级控制的特性,而且具有智能控制器的自学习能力,增强了系统对不确定因素的适应性。仿真研究结果表明,这种方法具有全局优化的能力,对PID控制的参数优化设计是成功和有效的,系统动态品质明显优于通常的PID串级控制,系统控制性能得到了较大提高。