内模控制系统鲁棒跟踪控制器的参数化及优化

针对最常用的2自由度内模控制系统,利用基于传递函数互质分解的频域理论,推导了存在模型失配且参考输入和扰动为任意已知函数时,所有能实现稳态无差跟踪的前馈控制器和反馈滤波器的参数化表达式.所得结论同时适用干连续和离散时间系统,并可在参数化基础上实现频域的优化控制.     

化工不稳定时滞对象的改进内模控制

针对化工过程中典型不稳定时滞对象,基于传统内模控制提出了两自由度控制方案,新增两个控制器分别用于稳定控制对象和抑制扰动,在镇定不稳定过程的基础上,设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可独立调节而无需再取折衷,同时保证系统具有较好的鲁棒稳定性.最后通过仿真实例验证了该控制方案的有效性.     

时滞对象PID控制器的参数稳定域求解方法

研究时滞对象的PID控制器的参数稳定域的求解方法,通过引入Rekasius变换简化时滞特征多项式,并得到稳定域边界上PID控制器的3个参数所满足的方程.通过引入正弦变换,将对控制器参数在无穷范围内的遍历转为有限范围内的遍历,而特征多项式中的已知时滞被用以检验所遍历的点是否在稳定域边界上,在得到所有可能的稳定域边界后,使用Nyquist稳定性判据确定实际的稳定域.该方法适用于任意形式的单时滞对象,为实际应用中PID控制器的参数整定提供理论依据.     

光电跟踪系统视轴稳定的鲁棒内模控制器设计

针对运动平台上光电跟踪系统既要抑制平台扰动对视轴稳定的影响,又必须对建模误差具有很强的鲁棒性的特点,设计了稳定平台改进鲁棒性的内模控制器。通过在内模控制基础上添加一局部反馈回路构成鲁棒内模控制,并详细分析了鲁棒内模控制对系统建模误差和外界扰动的鲁棒性。仿真和实验结果显示,与采用PI控制相比,鲁棒内模控制在很宽频段范围内提高了系统对扰动的抑制能力,28 Hz以内都有10 dB以上的提高。     

改进型内模控制系统的稳定性与鲁棒跟踪条件

为了改善系统的响应性能或解决常规内模控制不能用于不稳定对象的问题,通常在常规内模控制结构中增设一个反馈环节,但这种改进型内模控制系统的性能分析尚缺乏系统的、令人满意的结果．为此,利用基于传递函数互质分解的频域理论,系统地分析了这种改进型内模控制系统的稳定性和稳态性能,得到了保证系统内稳定和鲁棒跟踪的一般性结论,并且无论控制对象稳定与否、系统连续或离散,该结论都适用．     

几种不稳定滞后对象的预测PID 控制

针对几种不稳定滞后过程,给出一种预测PID控制器的结构形式．该控制器具有内环和外环两种控制器：内环控制器主要用于稳定系统;外环控制器具有预测PID控制的结构形式,主要用于消除输入干扰的影响和改善控制系统的动态性能．这种控制器结构简单,可调参数少,且参数的调节方便、直观．仿真结果表明,在干扰和模型失配的情况下,此类预测PID控制器仍具有良好的控制性能和鲁棒稳定性能．     

论两种改进内模控制系统的等价性

改进型内模控制有两种最常见的形式,针对这两种改进内模控制的研究一直认为它们是两种不同的控制,且其中一种比另一种更为优越.通过深入分析可以证明它们事实上是完全等价的,而且所得等价性结论具有一般性,无论采用何种设计方法、系统连续或离散、对象稳定与否都成立.     

内模控制系统鲁棒跟踪控制器的参数化及优化

针对最常用的2自由度内模控制系统,利用基于传递函数互质分解的频域理论,推导了存在模型失配且参考输入和扰动为任意已知函数时,所有能实现稳态无差跟踪的前馈控制器和反馈滤波器的参数化表达式.所得结论同时适用于连续和离散时间系统,并可在参数化基础上实现频域的优化控制.

     

不稳定对象的PID控制

对于不稳定对象的控制,常规的稳定裕度和性能指标已不适用,为此讨论了控制不稳定对象时的下幅值裕度和相位裕度的取值范围,给出了灵敏度函数,并讨论了用H∞设计时性能权函数的选择问题。     

一类不确定参数系统鲁棒稳定界的解析分析与应用

研究一类具有不确定参数系统鲁棒性稳定界的解析分析方法,在定义了鲁棒稳定界的基础上,证明了鲁棒稳定只与标称系统的最小特征值有关,利用这一结论不仅可以方便地分析多项式的稳定性,而且可以根据系统的不确定性设计闭环控制系统的期望极点,并进行极点配置。     

时滞系统模糊整定PID控制的仿真研究

文中引入1／1pade级数逼近纯滞后环节，根据两步法设计内模控制器。由等效式可以看出，单位反馈控制器可以由带滤波器的PID控制器文现，内模调节即转化成为PID控制器的参数整定。采用模糊自调整控制方案整定PID参数，同时结合针对时滞系统的模糊控制规则和一般二维模糊控制器的通用规则，设计模糊控制器，充分利用模糊控制、内模控制、PID控制的优点。将所设计的系统应用于具有大时滞、大惯性特点的电厂主汽温控制系统检验其性能，仿真试验证明了这一方法具有很好的鲁棒性、控制精度和抗干扰能力。     

柴油调合在线优化内模控制

根据某炼油厂加工不同外来原油时的柴油谳合生产实测数据,建立了以柴油组分油流量和倾点为输入参数、柴油倾点为输出参数的柴油调合ＲＢＦ神经元网络模型,该模型能较 品倾点值;提出了闭环优化控制策略。     

基于内模原理的轧机传动机电振动H∞控制

轧机驱动电机与轧辊间采用长轴连接,连接轴刚度有限,因此在带材高速轧制时,常规电流、转速双闭环控制易产生机电振动和断带现象.为了抑制机电振动,保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差,同时使系统具有鲁棒稳定性,将内模原理与H∞控制理论相结合,通过选取适当的加权函数,设计了轧机主传动系统机电振动鲁棒控制器,为了能方便地在实际工程中实现复杂的H∞控制器,采用PID控制器逼近所得高阶控制器.同时为了改善控制系统的跟踪性能,在H∞控制器的基础上设计了两自由度控制器,有效减小了系统的超调.仿真研究结果表明:该方法不仅有效抑制了轧机主传动系统的机电振动,而且减小了轧制负荷扰动引起的动态速降.     

内模控制在高温湿热控制系统中的应用

针对高温湿热试验系统被控对象具有大滞后、大惯性、对象特性随负载变化较大的特点,为提高环境模拟试验中的温湿度控制精度,在经典PID调节的基础上,采用内模控制策略控制温湿度,并对内模控制效果进行了仿真研究.仿真结果与现场运行调试结果均表明,内模控制具有响应速度快、稳态精度高以及无超调等优点.     

多变量系统的RBFNN内模控制

本文研究了基于逆系统方法的神经网络内模控制。选用径向基函数神经网络(RBFNN)逼近对象的α阶积分逆系统，以之与原系统组合，使其解耦线性化以后再采用内模控制。最后以两输入两输出的磁悬浮系统设备的数学模型为对象进行了仿真，结果表明这种方法具有较好的控制效果。     

预测函数控制的内模控制理论

内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略,是研究预测控制重要的理论基础。预测函数控制是一种控制量计算方程简单,实时控制效果好的新型预测控制算法。本文用内模控制理论研究预测函数控制,分析了系统的鲁棒性和稳定性,最后进行了参数设计和仿真研究。     

控制能量约束时不稳定过程最优控制与仿真

在最优控制问题的研究中,工业过程控制领域中不稳定系统的控制难度比较大,且在许多控制系统设计中控制能量可能成为重要的性能指标。对控制能量存在约束时不稳定过程的最优控制问题进行了研究与仿真,优化问题的难点在于性能指标的表示与最小化。首先基于不稳定过程的互质分解,由敏感度函数和控制敏感度函数定义了一个包含跟踪误差和控制能量在内的性能指标,采用谱分解最小化该性能指标,从而为不稳定系统导出了一种最优的控制器设计方法,可使系统获得最优的控制性能。仿真结果进一步说明了方法的有效性。     

基于逆向解耦的BTU协调系统内模控制设计

针对火电单元机组协调系统的多变量强耦合特点,提出一种基于内模控制器与解耦器一体化思想的内模解耦控制方法.区别于一般的多变量内模控制,将解耦技术与内模控制相结合,同时具有解耦器和内模控制器的特性.首先根据相对增益系数矩阵选择控制主通道,然后通过基于逆向解耦的原理设计控制器,其计算过程简单并且适用于高阶对象.最后以300MW单元机组为控制对象,在MATLAB/SIMULINK环境下,仿真并验证了控制器在不同工况下均可以实现较好的控制品质,具有较强的鲁棒性.     

变滤波器参数的内模控制在炉内脱硫系统中的应用

基于内模控制、模糊控制,针对炉内脱硫过程对象的大迟延、大惯性、变参数的特点,设计了变滤波器参数的内模控制系统。该控制方案对工况变化具有较好的自适应能力且实现简单。对某300MW循环流化床机组炉内脱硫系统的3种典型工况进行模型辨识及控制仿真,结果表明,该控制方案,超调小,过渡时间短,动态性能好,控制效果优于PID控制与内模控制。