3种大滞后控制方法的工程应用研究

对串级PID控制、Smith预估控制和内模控制3种基本大滞后控制方法进行分析比较,并进行控制约束条件下的研究与仿真。结果表明:控制约束的加入使得系统调节过程变慢,甚至产生振荡。控制器作用越强,控制约束对系统的影响越大。考虑到控制约束,系统参数整定时应该使得控制器的作用相对弱一些。此外,合理利用控制约束和模型失配是改善Smith预估控制闭环特性的有效途径。     

一种改进的Smith预估控制系统

提出一种改进的Smith预估器 ,在常规Smith预估器的基础上增加了两个控制器 ,内环控制器用来稳定积分和不稳定过程 ,反馈控制器对干扰进行抑制 ,并把主控制器设为设定值加权PI控制器。仿真结果表明 ,该方案不仅可行 ,而且在模型失配的条件下 ,控制品质比常规的Smith预估控制有很大的改善。     

基于TC控制与干扰观测器的Smith预估控制

针对传统的Smith预估器在实际工业过程控制中存在鲁棒性和抗扰性差的问题,提出了一种控制结构简单、不依赖于精确数学模型、响应速度可调的鲁棒控制器(TC控制器)与干扰观测器相结合的改进型Smith预估控制。当典型时滞系统的预估器模型时滞参数τm变化±50%时,系统输出仍然平滑而且响应速度快,增强了系统的鲁棒性和抗扰性,明显地改善了控制系统的品质。仿真研究表明该方法对于时滞系统有效、可行。     

自适应控制在聚乙烯调温水系统中的应用

含有时滞的聚乙烯调温水串级控制系统是复杂的非线性时变系统,系统存在较大的纯滞后,采用模型参考自适应控制结合PID控制方法,使自适应控制器能够在线调整PID参数以匹配Smith预估器,使Smith预估器不受被控对象参数变化的影响。仿真结果表明:该控制方案有效减少了控制系统的超调量和调节时间。     

基于80 C196KC单片机的Smith伺服控制器

讨论全数字伺服系统中的时间滞后，通过Smith预估控制器补偿系统中的时间滞后，提出一种应用80C196KC单片机的宽范围、高精度调速的控制方案及算法。对于非滞后系统采用Smith伺服控制器，可以简化系统、提高性能指标。     

改进型Smith-专家PID算法在烘缸温度串级系统上的应用

针对少烘缸或单烘缸纸机的干燥过程具有滞后大、惯性大且非线性的缺点,提出专家PID结合Smith预估器的算法,设计了少烘缸纸机或单烘缸纸机的烘缸温度和蒸汽流量串级控制系统。主控制器是改进的专家PID控制器,利用基于专家经验的知识库在线调整PID参数;对主回路采用改进型Smith预估器,以克服纯滞后对系统稳定性的影响,也解决了Smith预估器对数学模型精确要求的问题。利用MATLAB进行仿真,结果表明:改进型Smith-专家PID算法具有良好的控制品质,具有超调小及响应速度快等动态特性。     

论一种完全抗干扰Smith预估控制方案的可用性

研究了完全抗干扰Smith预估控制方案的应用实现问题。用理论分析和仿真试验的方法证明了完全抗干扰Smith预估控制方案存在的可实现性问题和稳定性问题。其可实现性问题可以通过两环节串接后实现的方式避开,但是系统稳定性缺陷将导致整个方案的不可用。     

一种基于卡尔曼滤波器的Smith预估解耦控制

通过对抄纸过程的多变量耦合问题进行分析,提出一种满足解耦要求和控制目标需要的基于卡尔曼滤波器的Smith预估控制方法.并在简要介绍解耦原理的基础上,给出了系统的设计思路和实验仿真过程,系统仿真研究表明该方法的有效性,而且算法具有良好的鲁棒性.     

基于控制规则调整的自适应模糊控制器

工业对象大多是具有非线性、大时滞、高阶次的复杂对象 ,常规的控制方法往往难以适应这些对象的变化。文中提出了一种自适应模糊控制器 ,它能在控制过程中不断调整和修改控制规则 ,以适应对象和环境的变化。对控制方法与常规PID控制、Smith预估控制、基本模糊控制进行了仿真比较。仿真曲线表明 ,自适应模糊控制器的控制性能明显好于其它 3种控制方法     

炼焦炉鼓风机调速系统的多模态智能控制

以鼓风机调速系统为核心的炼焦炉集气管压力控制系统是一个工况复杂多变、大滞后、强耦合、非线性且频发强干扰的工业系统.从炼焦工况复杂多变的角度设计一套基于切换的多模态智能控制策略：在正常工况下,采用RBFNN逆模型控制＋PI控制＋Smith预估的复合控制;在非正常工况（如推焦、装煤等强干扰操作）下,采用PI控制＋Smith预估的复合控制,并在线对PI控制器进行参数自整定.仿真结果表明：该智能控制策略提高了快速性、稳定性,增强了对工况复杂多变情况的适应性和对强干扰的抑制能力,保证了荒煤气的稳定传输.