强时变时滞系统的鲁棒PID继电自整定控制技术

文章对于工业过程中常见的大时变时滞过程,提出了一种数字鲁棒PID控制器参数继电自整定控制策略和技术,应用这种整定方法整定的PID控制器,闭环不确定系统可具有大时变时滞鲁棒镇定性,且完全抑制负载干扰,具有很好的动静态性能,在造纸工业现场应用效果良好。     

非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞控制

考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞控制器的设计思想.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒∞控制器的设计实例.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒∞控制器.仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞控制的要求.     

执行器失效不确定时滞系统的指定衰减度鲁棒可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数线性系统,研究了在执行器发生故障情况下的鲁棒可靠控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,时变时滞的大小及其变化率有界,并假设故障执行器元件的输出为零.经过适当的模型变换,将原系统的鲁棒指数镇定问题转化为另一个等价系统的鲁棒镇定问题.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了鲁棒可靠控制器存在的时滞无关和时滞相关充分条件.仿真结果表明了该控制器设计方法的有效性.     

时滞相关型离散时变时滞奇异系统的鲁棒镇定

讨论含参数不确定的离散时变时滞奇异系统的时滞相关的鲁棒状态反馈稳定化问题. 在一系列等价变换下, 阐述了其和一个不确定正常线性离散时变时滞系统的鲁棒状态反馈稳定化问题的等价关系;利用矩阵不等式方法, 给出一个对所有容许的不确定, 使得闭环系统正则、因果且稳定的时滞相关鲁棒状态反馈稳定化控制器存在的充分条件以及无记忆状态反馈控制器的一个解.     

不确定时滞系统非脆弱鲁棒H∞控制研究

针对不确定时滞系统,应用鲁棒稳定与鲁棒性能准则约束条件,设计鲁棒性较强的非脆弱鲁棒控制器,使得当控制器本身在一定范围内变化时,仍能保证状态反馈闭环系统的稳定性和鲁棒性能指标,进而有效抑制扰动输入信号以及控制器参数变化对系统性能的影响.该控制器的设计过程充分考虑时滞的 影响,进而克服已有时滞无关型结论的保守性.最后...     

不确定时滞广义双线性系统的鲁棒镇定

针对不确定参数是时变但满足匹配条件的时滞广义双线性系统的鲁棒控制问题进行了研究,设计状态反馈鲁棒控制器,使得所有满足条件的不确定时滞广义双线性系统鲁棒稳定.基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,提出了不确定时滞广义双线性系统鲁棒镇定的充分条件,并给出了使得闭环系统鲁棒镇定的状态反馈控制器设计方法.定理解决了介于非线性和线性之间的不确定时滞广义双线性系统的有关理论.仿真实例说明了定理的有效性和合理性.     

基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优H∞控制器设计

用区间变量描述控制系统参数的不确定性,提出了不确定时滞系统鲁棒H_∞控制的鲁棒可靠性方法,基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优状态反馈H_∞控制器设计方法,将系统的最优控制器设计归结为基于线性矩阵不等式(LMI)的优化问题．所设计的控制器可以在满足对所有不确定性鲁棒可靠的前提条件下,具有最优的H_∞鲁棒性能,并能在控制系统的设计中综合考虑控制性能、控制代价和鲁棒可靠性．数值算例说明了所提方法的有效性和可行性．     

传感器失效不确定时滞系统指数稳定可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数线性系统,研究了在传感器发生故障情况下系统指数稳定鲁棒可靠控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,时变时滞及其变化率有界,并假设故障传感器元件的输出为零。经过适当的状态变换,将原系统的指数稳定鲁棒可靠控制问题转化为另一个等价系统的鲁棒可靠控制问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在指数稳定鲁棒可靠控制器应满足的一个矩阵不等式。为了便于数值求解,将该矩阵不等式转化为线性矩阵不等式（LMI）,并给出了可靠控制器的设计方法和步骤。利用该文方法设计的指数稳定鲁棒可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及传感器失效都具有指定衰减度的渐近稳定性。数值算例说明了所提出设计方法的有效性。     

多采样率不确定离散时滞系统的鲁棒预见控制

研究一类输入多采样率型不确定离散时滞系统的鲁棒预见控制问题.首先,利用离散提升技术从形式上消除输入时滞和多采样率特点,将多采样率不确定系统的鲁棒预见控制问题转化为一个普通的单采样率不确定系统的鲁棒预见控制问题;然后根据预见控制的基本方法,构造出包含未来目标信息的扩大误差系统,并对其相应的标称系统设计预见控制器;最后,根据所设计的控制器和Lyapunov稳定性理论,给出不确定闭环系统的鲁棒稳定性判据.数值仿真结果验证了所提出设计方法的有效性.     

轧机厚控系统时滞相关鲁棒容错H∞控制器设计

研究了轧机厚控系统时滞相关鲁棒容错控制问题.轧机厚控系统实际足一个线性不确定时滞系统,考虑其可能发生的执行器增益故障,利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和线性矩阵不等式,给出了厚控系统时滞相关鲁棒容错控制器存在的充分条件,并给出了控制器的设计方法.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的...     

模糊免疫PID算法在温度控制系统中的应用研究

该文针对温度控制系统非线性、大滞后、参数时变的特征,设计了模糊免疫PID控制器。该控制器结合了模糊逻辑、免疫机理以及PID调节的各种优点,既具有模糊控制的非线性作用,又具有免疫控制的自适应能力,同时还具有PID控制的广泛适用性。文章介绍了模糊免疫PID控制器的控制原理和设计方法,在Matlab中编写函数仿真,结果表明该控制器能够实现持续干扰情况下的闭环鲁棒稳定,并使系统呈现良好的动态和静态性能。     

A Novel Robust Pid Controller Design By Fuzzy Neural Network

In this paper, we propose a robust PID controller tuning method for parametric uncertainty systems (or interval plant family) using fuzzy neural networks (FNNs). This robust controller is based on robust gain and phase margin (GM/PM) specifications that satisfy user requirements. Here, the FNN system is used to identify the relation between the PID controller parameters and robust GM/PM. We can use the trained FNN system to determine the parameters of the PID controllers in order to satisfy robust GM/PM specifications that guarantee robustness and performance. Simulation results are shown to illustrate the effectiveness of the robust controller scheme.     

PID控制器设计与仿真研究

研究优化PID控制器性能问题,在过程控制中,系统存在纯滞后性、时变性、非线性的复杂系统,传统模糊控制和PID控制方法解决上述问题效果不佳,导致超调量大和调节时间长。为了解决控制系统中超调量大和调节时间长等难题,在Smith预估器和传统PID控制的基础上,结合模糊PID控制的优点,提出一种模糊PID-Smith的智能控制方法。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量,从而增强系统的稳定性。通过对火电机组主汽温控制系统进行仿真,结果表明,方法降低了超调量,减少了调节时间,极大地改善了控制性能,提高了控制系统的自适应性和鲁棒性。     

计及时滞的互联电网负荷频率控制最优分数阶PID控制器设计

分数阶PID控制器相比于传统整数阶PID控制器,具有控制性能好、鲁棒性强等诸多优势,可应用于电网的负荷频率控制(load frequency control,LFC)中.针对网络化时滞互联电网的LFC问题,提出了一种基于计算智能的分数阶PID控制器参数优化整定方案.该方案选择时滞LFC系统时域输出响应构建优化目标函数,采用最近提出的灰狼优化算法获得最优的分数阶PID控制器参数,所设计的控制器能确保一定时滞区间内LFC系统的稳定性.仿真算例表明,所设计的LFC最优分数阶PID控制器比传统整数阶PID控制器的控制性能更优,时滞鲁棒性更强.     

一类时滞线性系统的鲁棒非脆弱控制器设计

基于线性矩阵不等式（LMI）方法,研究一类时滞线性系统的鲁棒非脆弱控制器的设计问题.在假定控制器增益扰动范数有界的前提下,对不确定时滞线性系统设计了鲁棒非脆弱状态反馈控制器,同时以一个LMI的形式给出了状态反馈控制器存在的充分条件,而且该LMI是与时滞相关的,因而具有较小的保守性.数值例子证明了该设计方法的有效性和可行性.     

一种改进的Fuzzy-PID温度控制器设计及其在供热网控制系统中的应用

本文针对供热网控制系统的大时滞和非线性等特点,在以往Fuzzy-PID温度控制器的基础上,介绍了一种改进的设计方法。通过对现有模糊控制器的输入量的改进,提高了控制器的动态响应性能;同时利用组合遗传算法来优化PID的三个参数Kp,Ki,Kd,提高了控制器的控制精度;最后,通过一个供热网的温度控制系统的仿真实验验证了这种改进的Fuzzy-PID温度控制器有着较强的动态响应性能和良好的控制精度。     

不确定奇异时滞系统的时滞相关型鲁棒H∞弹性控制

研究了含范数有界参数不确定性的奇异时滞系统的时滞相关型鲁棒H_∞弹性控制问题.文中所考虑的控制器增益摄动包括加性摄动和乘性摄动两种形式.在标称奇异时滞系统的时滞相关型稳定性判据的基础上,引入了一个新的时滞相关型有界实引理(BRL),进而给出了时滞相关型鲁棒H_∞弹性控制器存在的充分性条件,并利用LMIs和锥补线性化算法给出了控制器的表达式.从数值算例可以看出,所给出的设计算法是有效的.     

一种具有PI结构的时滞系统APFC控制

提出了一种具有PI结构的时滞系统自适应预测函数控制（APFC），该算法通过在性能指标函数中引入预测输出误差和预测输出增量误差，使最终形成的控制器具有比例-积分（PI）结构。结合了预测控制具有较好的处理时滞、快速跟踪和PID调节器抗干扰性强、鲁棒性强的优点，并且模型参数是通过带遗忘因子的递推最小二乘算法在线辨识得到。在具有时滞的工业过程数学模型上进行仿真研究，结果表明，该算法具有较好的跟踪效果、抗干扰能力和鲁棒性。     

一类结构不确定性的离散时滞大系统的分散镇定

研究了一类离散时滞大系统的时滞相关鲁棒分散镇定问题, 系统的不确定与标称系统具有结构相似性. 通过构造性的差分格式, 将时滞相关鲁棒分散镇定控制器的存在条件转化为一列线性矩阵不等式的可行解问题. 提出了控制时滞及控制器的时滞鲁棒性概念, 在获得分散镇定控制器的同时给出了鲁棒时滞上界的求解, 因此比现有文献的结果更具有实际应用价值.