精馏塔时滞过程的分数阶PIλDμ控制器设计

本文针对精馏塔不稳定时滞过程,提出一种基于设定值加权的分数阶PIλDμ控制器设计方法.首先采用比例环节构成内环反馈镇定不稳定时滞过程,然后基于等效的过程模型,依据设定值加权方法设计分数阶PIλDμ控制器,并进行了控制器参数整定.仿真结果表明:分数阶PIλDμ控制器可以使精馏塔不稳定时滞过程系统获得良好的动态响应特性,干扰抑制特性以及克服系统参数变化的鲁棒性.     

大滞后系统模糊自适应PI-Smith控制

工业过程中普遍存在大时滞对象,为了解决大时滞系统控制中超调量大和调节时间长等问题,将史密斯(Smith)预估控制原理和模糊PI控制器参数的自适应调整方法结合起来,在Smith预估控制系统中,用模糊PI控制器代替传统的PID控制器,根据模糊控制原理对PI的2个参数进行在线整定,提出一种大时滞系统的模糊自适应PI-Smith控制方法.通过对电加热炉的仿真研究,结果表明该方法具有调节时间短、无超调量、控制精度高、无稳态偏差的优点,同时对系统模型变化具有良好的适应性.     

双馈感应风力发电机组的非线性变结构空载并网控制策略

采用矢量控制结合PI控制来实现双馈感应发电机并网时,电机的各种磁链以及电压电流交叉耦合补偿部分都会降低电网电压跟踪的速度,使动态响应性能不够理想,令超调量增大.本文采用变结构控制与全状态反馈线性化解耦相结合的控制策略,来控制双馈感应发电机组的空载并网过程.在MATLAB仿真模型基础上,从空载并网时发电机定子电压对电网电压的跟踪、并网过渡过程中定转子电流变化情况,和并网后功率调节和最大风能捕获这3个阶段进行了仿真分析.最后将非线性变结构控制器与传统矢量控制外加PI调节控制的仿真结果进行了对比分析.结果表明,采用全状态反馈线性化变结构控制的双馈感应风力发电机组,可以实现发电机的平滑并网,并网效果较好,定子电流对电网冲击小,转子电流实现比较平稳的过渡.并网后,发电机能够有效地进行最大风能捕获,实现变速恒频发电和有功、无功功率的独立调节控制.通过与传统矢量控制的比较分析,可以看出,双馈感应风力发电机组采用状态反馈精确线性化变结构控制器比传统矢量PI控制器对电网电压跟踪速度更快,动态响应更快速、调节时间和超调量更小.     

一种解析的模糊PI自整定方法

针对模糊PID控制器缺乏系统的整定方法的问题,提出了一种解析的基于增益裕度和相位裕度的模糊PI控制器的参数自整定方法。首先推导出模糊PI控制器的解析模型,该解析模型包括线性控制器和非线性补偿控制器2个部分。参数整定时,将非线性补偿控制器看作过程的扰动,由线性控制器和被控对象的一阶纯时滞模型,基于系统的增益裕度和相位裕度,导出模糊PI控制器的参数。仿真结果表明,对于时变高阶系统,和传统的PI控制器相比,模糊PI控制器具有鲁棒性强,超调小,调整时间短等优点。     

一阶纯滞后智能非线性PI 控制器优化设计

针对大惯性以及纯滞后严重的工业过程对象控制精度低的问题，采用专家控制与单神经元PI控制相结合的算法，并利用自适应变尺度混沌优化方法对其进行最优整定，从而实现了智能非线性PI控制器的优化设计．仿真结果表明，该智能非线性PI控制器具有较高的控制精度．     

一类非线性状态时滞系统的基于采样控制器的渐近稳定问题

针对一类含有状态时滞的非线性系统,利用采样控制方法研究其渐近稳定问题.解决这一问题的关键在于对系统时滞的处理,以及对由于采样方法而产生的状态增长误差进行估计.由于所考虑的时滞是常时滞,可以利用分割方法对系统时滞进行分割,将时滞划分成与采样时间长度相同的数个时间区间,并基于这种分割,通过数学归纳法对系统状态增长误差进行估计.通过坐标变换引入一个比例增益压制系统的非线性项,然后设计含有比例增益的状态采样观测器和采样控制器,结合非线性时滞系统的Lyapunov泛函方法分析闭环系统的稳定性,最终确定比例增益和采样时间需要满足的条件,以保证闭环系统的渐近稳定性.最后通过数值例子表明所用研究方法以及所得研究结果是有效的.     

网络控制系统模糊PI时滞补偿算法研究

针对网络控制系统中普遍存在的时滞问题,将模糊逻辑补偿算法引入传统PI控制器的设计,以消除闭环网络控制系统中由时滞引起的控制性能下降、系统不稳定等不利影响.模糊PI时滞补偿算法中,无需更改传统PI控制器的设计,以模糊补偿器调制PI控制器的输出.以实时性要求较高的无刷直流电机为应用实例,仿真结果证明了该控制算法的有效性和可行性,该方法可使具有时滞特性的远程网络控制系统保持良好的动、静态特性与较强的抗干扰能力.     

S-Fuzzy2PI：一种新的主动队列管理算法

提出一种基于Smith预估的模糊-PI双模控制器的主动队列管理算法S-Fuzzy2PI.将模糊控制与PI算法相结合,系统误差较大时采用Fuzzy控制用以加强系统的响应速度和鲁棒性,系统接近稳态时切换到PI控制器来加强系统的稳态特性.网络拥塞控制系统是一个时滞系统,回环时间(RTT)较大时,算法性能受到较大的影响,因此本文引入Smith预估器来克服大时滞网络对于系统性能的影响.NS2仿真结果表明: S-Fuzzy2PI算法在瞬态性能和稳态性能上都有很大的改进,有效地克服了大时滞网络带来的负面影响.     

风机变桨距非线性预测控制算法

变桨控制技术是MW级大型变速变桨风力发电机组的核心控制技术之一,通过变桨控制可以保证风电机组输出功率恒定在额定功率附近.由于风轮的强非线性特性,采用常规的PID控制器往往面临参数难以设计以及参数缺乏自整定能力的问题.提出了基于遗传算法的变桨距非线性预测控制器设计方法,根据优化和反馈校正的预测控制思想,针对风轮非线性控制对象设计了一种基于智能搜索方法的带约束的非线性预测控制算法进行仿真.仿真结果表明算法对非线性对象控制中具有很好的约束预测控制性能.与传统PI算法相比,具有响应快速、超调小、抗干扰能力好的特点,并通过优化算法滚动局部寻优,减少了设计的工作量和提高了设计效率.     

PI控制系统鲁棒性和积分性能优化的仿真

关于控制系统稳定性优化问题,针对一阶时滞过程(FOPDT),给出了一种鲁棒性和性能都可接受的比例积分(PI)控制器设计方法。将过程时滞部分用2/2Pade逼近后,可导出PI参数与闭环系统阻尼比和振荡频率的显示关系。在限定阻尼比下依积分性能最优整定PI后,可得到系统随阻尼比变化的积分性能和鲁棒性。根据传统方法,不可能得到稳定性能。为选择期望的阻尼比,优化系统性能,提出一种鲁棒性加权的积分性能损失函数,以绝对误差积分(IAE)和最大灵敏度(Ms)为例,对FOPDT过程的PI参数进行优化仿真。仿真结果表明,所得的PI对不同时延比的FOPDT过程均有满意的鲁棒性和稳定性,对其它控制器和过程的参数优化有很好的借鉴作用。     

天然气发动机仿人智能模糊混合控制器的研究

本文将智能控制算法和PI控制算法相结合,提出了一种基于PI的模糊混合控制器。新控制器在控制过程中借助仿人智能算法实现控制参数的在线调整。仿真结果表明,该控制方法对非线性时变系统有较好的控制效果。     

圆锥破碎机的模糊仿人控制系统设计

针对大时滞、惯性大、非线性严重的时变复杂过程．根据模糊控制规则及相应的控制算法．设计以单片机为最小系统的模糊仿人控制器，并对整个系统的抗干扰性能采取相应措施。     

Smith预估控制在大滞后加热系统中的应用

在工业过程中，大滞后系统普遍存在。论文以一实验用加热装置为研究对象，针对该温度控制系统具有大滞后特点，采用串级控制结构结合Smith预估控制器的控制方案。内环采用P控制：外环采用Smith预估器以大幅度降低滞后对控制系统动态性能的影响，结合PI控制，实现系统无静差。实验表明该种控制系统与单回路PID控制相比，具有更优的动态特性。     

A novel intelligent controller for combating stiction in pneumatic control valves

Pneumatic control valve introduces limit cycles in process variables due to stiction nonlinearity. In this paper a novel stiction combating intelligent controller (SCIC) based on fuzzy logic has been proposed. The proposed technique reduces the complexity of the overall control scheme as it does not require any additional compensator. The SCIC controller is a variable gain fuzzy Proportional Integral (PI) controller making use of Takagi-Sugeno (TS) scheme. The performance of the SCIC controller has been investigated and compared with conventional PI controller on a laboratory scale flow process. SCIC controller outperformed PI controller and provided promising performance with lesser aggressive stem movement.     

三容液位过程的内模PI控制系统设计

介绍了三容液位过程内模控制系统的设计与实现。系统由三容水箱、智能电动调节阀、远程数据采集模拟量输入/输出模块以及压力变送器等构成。利用实验方法建立了被控过程的数学模型,考虑到系统设计的方便性与稳定性,将三阶过程等效简化为一阶加时滞过程,并依据内模控制原理设计了一种PI控制器,该控制器结构简单,只有一个可调参数。另外,基于MCGS开发了系统监控软件。实验结果表明,内模PI控制器参数在线调整方便,能有效地改善系统动、静态性能,系统监控软件界面友好,操作方便。     

基于事件触发的神经网络控制器稳定性分析

针对非线性系统稳定性问题,设计了基于事件触发的神经网络控制器来稳定非线性系统,控制器只有在触发规则满足的条件下,才更新控制参数,降低了网络传输率。算法开始先建立非线性系统模型,在采样过程中引入事件触发机制,并且设计了神经网络控制器,对于系统中包含的传输时滞,引入系统时滞模型,运用输入延迟法将同步控制器求解问题转化为时滞系统的稳定性问题。再通过构造分段Lyapunov-Krasovskii泛函并结合Jensen不等式,给出了非线性系统稳定条件。与传统数据采样系统相比,本文所提出的方法有效地增大了采样间隔,结尾通过例子仿真验证了所提出方法的有效性。     

适应连续外扰的时滞加速度反馈控制器

在采用加速度传感器的振动主动控制平台中,为了有效抑制外力可用微分方程描述的含输入时滞受迫振动响应,基于积分变换和状态导数极点配置法,提出了一种适应连续外扰的时滞加速度反馈控制器设计方法.以粘贴有压电陶瓷和加速度传感器的受正弦激励的智能梁为仿真控制对象,仿真结果表明,此控制器能在任意输入时滞下有效抑制智能梁的持续受迫振动响应.与不考虑时滞的同类控制器相比,该控制器有较好的稳定性及控制效果.     

纯滞后过程控制算法的研究

介绍了工业过程控制中PI控制算法、Smith预估控制算法和采样PI控制算法。给出了采样PI控制算法及控制原理，分析了控制器参数对控制性能的影响，给出了控制器参数选择的方法。并利用：Matlab选取典型一阶纯滞后对象，在控制对象纯滞后时间和增益改变时进行了动态仿真。仿真结果表明，采样PI控制和Smith预估控制具有较强的鲁棒性，而且算法简单、容易实现．所以更适用具有纯滞后的工业过程控制。