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。     

基于参数自整定模糊控制的永磁同步电机矢量控制调速系统

针对采用SVPWM调制的永磁同步电动机的矢量控制系统,介绍参数自整定模糊控制策略,该策略吸收了空间脉宽调制、模糊控制和PID控制的优点,能够按照被控制对象的性能要求,通过模糊控制规则自动整定控制器参数,速度调节采用模糊自整定控制器,改善了系统的性能.仿真结果表明,基于参数自整定模糊控制与常规PID控制的水磁同步电机调速系统相比,具有良好的动态,稳态性能以及较强的鲁棒性,从而证明了这种设计方法的合理性和优越性.     

模糊自整定PID控制在主汽温控制中的应用

火电厂主汽温控制系统中的被控对象具有大滞后、大惯性等特点,并且影响主汽温变化的因素有很多,主蒸汽流量、减温水流量、烟气温度都会使其发生变化,因此很难用传统的PID控制将被调量控制在规程中允许的偏差范围内.而主汽温作为锅炉的主要参数之一,其稳定性对电厂的安全经济运行有至关重要的作用,因此将模糊控制和PID控制相结合,设计了模糊自整定PID控制器,实现了PID控制器参数的在线自整定.仿真结果表明,模糊自整定PID控制比常规的PID控制超调小且调节时间短,具有比较好的应用前景.     

单关节跳跃机器人模糊自适应轨迹跟踪控制

研究关节型跳跃机器人轨迹跟踪优化控制问题,针对机器人系统时变、非线性的复杂特性,传统模糊控制和PID控制方法难以获得较好的控制性能,为解决控制系统中超调量大、振荡和控制精度不高等问题,提出传统PID控制与模糊自适应控制结合的控制策略.首先建立单关节跳跃机器人腾空相和站立相动力学方程,依据专家经验制定PID参数整定策略,结合传统PID控制方法和模糊自适应理论设计模糊自适应PID控制器.引入合理的跳跃机器人物理参数和虚拟目标轨迹进行仿真,结果表明,模糊自适应PID控制器具有可行性和有效性,为应用于实际控制系统优化提供了可靠依据.     

Fuzzy IMC-PID控制器的设计及仿真研究

从IMC结构出发,提出了一种基于fuzzy、PID控制的Fuzzy IMC-PID控制器,对工业过程中时滞系统纯滞后环节一阶Pade近似后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再依据合适的模糊控制规则,对其进行在线二次自整定。借助MATLAB工具箱进行仿真,结果表明,该控制器具有内模、模糊、PID控制器的优点,超调小、调节性能好、鲁棒性强。对于大纯滞后或非线性系统能够较好地工作,可以推广应用于一般工业过程控制中。     

脱硫喷淋系统的模糊PID控制

尾气脱硫喷淋系统的作用是在反应釜内喷淋中和溶液,去除柴油机尾气中所含的SO2,以达到排放标准.该工作过程具有变化参数多、实时性强和纯滞后的特点,工艺过程复杂,常规PID控制算法难以满足实际控制需求.本文提出了一种将模糊控制与传统PID控制策略相结合的模糊PID控制器,用模糊控制理论在线整定PID控制器的比例、积分、微分系数.进一步完善PID控制器的性能,提高系统精确度.给出了在西门子S7-300上实现模糊PID控制器的设计方法.Matlab仿真结果表明,该控制器能提高系统响应速度,减小超调量,具有较强的鲁棒性和稳定性.     

基于自适应模糊PID的中药提取温度控制

以某制药厂中药提取系统为研究对象,分析中药提取工段的工艺设备和传热过程,建立简化模型.针对提取工段温度控制非线性、时变性、纯滞后的特点,设计自适应模糊PID控制器,并进行了仿真研究.仿真结果表明采用参数自整定模糊PID控制,系统调节时间短,响应速度快,具有较好的鲁棒稳定性.利用仿真得出的模糊控制参数表于某中药厂提取温控系统中进行在线PID整定,应用表明,使用此控制方法可有效减少温浸动态提取中的温度波动,达到良好的提取效果.     

自适应模糊自抗扰控制器的研究与设计

针对普通PID在实际工程控制中参数整定难,抗干扰能力差的问题,设计了一种基于模糊控制原理的改进型自抗扰控制器.该控制器充分结合了模糊控制器和自抗扰控制器的各自优势,并对其进行了随动系统的仿真.仿真结果表明,该控制器可设计成为一个响应速度快、静差小的控制系统,与经典PID控制器在同样的系统中比较,自适应模糊自抗扰控制有较好的控制性能.     

温度控制系统模糊自适应PID控制器仿真研究

研究电机绝缘处理的过程中,针对烘干炉的温度控制具有非线性和大滞后的特点,常规的PID控制器和模糊控制器很难达到理想的控制效果,为保证温度系统的稳定性,把模糊控制和常规的PID控制结合起来,提出了模糊自适应PID控制器.首先建立了烘干炉温度控制系统的数学模型,确定了系统的输入输出量,建立了模糊控制规则,进行模糊推理,计算PID控制器的参数,可由PID控制器控制烘干炉的温度,采用计算机仿真结果表明,模糊自适应PID控制器与常规PID控制器相比较,提高了烘干炉温度控制系统的自适应能力和鲁棒性,改善了系统的动态性能和静态性能,能使非线性、大滞后等特殊的系统达到良好的控制效果.     

基于MATLAB的模糊自整定PID参数控制器的设计与仿真

针对在复杂系统中实现自整定参数的PID控制问题,介绍了一种基于模糊控制原理的PID参数自整定控制器的设计,并把MATLAB中的Fuzzy Toolbox和SIMULINK有机结合起来,方便的实现了该模糊自整定PID参数控制系统的计算机仿真.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.     

一种具有非线性观测器的分散式自适应鲁棒机器人控制新方案

本文提出一种新型的分散式自适应鲁棒机器人控制方案。它主要解决以下诸方面的问题:1)减少在线计算量;2)通过设置一个非线性观测器来及时修正模型信息,以适应负载及其他因素变化的需要,进而有效地减少所需控制值(尤其当系统处于平稳工作状态时,效果更加明显),相应地,也就减少了系统工作时的动能损耗。这一点对[1]中提出的机器人分散式变结构控制算法有较大改进;3)对系统的不确定性和扰动作用具有鲁棒性。     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.