基于Truetime的热工过程网络控制系统仿真研究

网络控制系统是集控制、计算机和网络通信等多种技术于一体的复杂系统,该系统的复杂性给它的分析和设计带来了严峻的挑战,网络控制系统的仿真研究工具就显得尤为重要。以火电厂典型热工系统为被控对象,构建了一个热工过程网络控制系统模型,利用Truetime工具箱,研究了网络传输速率、采样周期、数据丢包率、时延、扰动和通信模式6种因素对系统性能的影响,并给出了仿真曲线和相应的结论。     

IT—Powered无线网络 WLAN在工业领域的新机遇

德国菲尼克斯电气在Pro.net的控制网络中结合无线以太网技术,使控制网络具有了无线通信功能。由于无线网络无可比拟的优越性,它可以免去大量的线路连接,节省系统的构建费用和维护成本,还可以满足一些特殊场合的需要,与此同时,大大增强了系统构成的灵活性。     

液压系统中压力的自适应控制

针对液压伺服系统固有的特性和液压控制中存在的问题,提出了一种具有极点配置的广义自校正压力控制方法。它建立了液压伺服控制系统的CARMA模型,给出了模型参数的在线辨识方法和控制系统的极点配置方法。这种自适应控制方法有效地克服了系统时变及干扰对控制性能的影响,致使液压控制系统的动态性能及鲁棒性明显优于PID控制。     

电力系统网络化控制中的关键问题

电力系统网络化控制,不仅需要从控制理论的角度出发研究系统的控制性能,而且应该从计算机网络的角度出发研究网络性能对控制系统的影响。从网络化控制系统出发,提出了网络化控制系统中的单调速率(rate monotonic,RM)和最小截止期优先(earlist deadline first,EDF)2类实时调度算法。研究了网络化控制中的网络调度、任务调度、网络性能、控制节点工作方式,并以励磁系统为控制对象,采用True Time仿真工具,进行了励磁系统的阶跃仿真。比较了在RM和EDF算法下网络调度和任务调度的控制性能,研究了电力系统网络化控制在网络调度、任务调度、网络类型选择、交换机缓冲区选择中应当采取的策略。     

云南宣威电厂火力发电机组控制系统一体化技术应用研究

火力发电厂电气综合自动化系统采用分层分布式架构,在先进的计算机控制技术和通信技术平台上,实现发电机组、厂用电和网控部分的监测、控制、调节、保护和远动功能。发电厂电气综合自动化系统具有和发电厂 DCS系统进行网络通信的功能,由此实现电气自动化系统(ECS)和机炉分散控制系统(DCS)的融合,最终使发电厂炉、机、电的控制成为统一协调的整体,从而全面提升发电厂自动化水平,使发电厂运行的安全性和可靠性得到提高。在云南宣威电厂六期2×300 MW机组工程中,推广应用了控制系统一体化技术原理和设备选型。通过工程应用实例,说明控制系统一体化方案网络构建及现场总线应用设计技术在火力发电机组中全面研究应用的必然性。     

Symphony系统的通信网络

分散控制系统与集中控制系统的最大区别在于它有一个完善的通信网络。Bailey公司Symphony系统的通信网络由操作网络、控制网络、控制通道、扩展总线等多层各自独立的网络结构组成,可根据需要组成大、中、小型的分散控制系统,并采用例外报告和数据压缩两种有效的数据处理技术以确保通信网络的畅通,该系统目前已在国内外得到广泛的应用。     

内模网络控制系统稳定性

在网络控制系统中随机延时的存在使系统的性能变差甚至不稳定.本文重点分析内模网络控制系统中存在的延时对系统性能的影响;从连续系统、状态空间的角度出发利用劳斯稳定性判据、李亚普诺夫方法判断系统的稳定性,给出了保持系统稳定的最大允许延时阈值.为了使内模网络控制系统获得良好的性能,在内模网络控制系统中加入延时预测环节,并分析了延时预测对系统稳定性的影响.仿真表明本文提出方法的有效性.     

LonWorks控制网络在加油站控制系统中的应用

加油站是重要的石油工业前端设施,它具有位置分散、控制信号多样、本安等特点。加油站的控制系统对现场总线提出了新的挑战。本文利用LonWorks控制网络技术实现了对加油站系统的控制。本系统分成本站控制系统和站间通讯系统两部分。本站控制系统实现对本站的各种设备的控制和数据采集。站间通讯网络实现各个分散的加油站和公司总部以及供货商之间的通讯,从而实现了加油站的网络控制。本控制系统实现了加油站和公司各部门以供货商之间的信息共享,在此基础上可以实现各加油站之间的资源统一调度。本控制系统减少了加油站控制系统的布线投资,保证系统的可扩展性和灵活性,最终减少运营成本。     

网络控制系统研究综述(II)

系统地介绍了网络控制系统出现的背景和研究内容 ,综述了网络控制系统的研究现状。网络控制系统作为涉及网络和控制的交叉学科 ,涉及的内容相当广泛。在上一篇中 ,介绍了网络控制系统出现的背景 ,从网络的角度对网络控制系统进行了讨论。在本篇中 ,将从控制的角度对网络控制系统的建模与控制器设计、可靠性和安全性等进行讨论 ,进一步对网络控制系统总体性能的提高进行了讨论 ,并分析了网络控制系统研究中尚待解决的问题以及一些新的研究方向。     

网络控制系统基于LMI的时延优化方法研究

针对网络控制系统中存在的传输延迟,介绍了一种网络控制系统时延补偿方法,将线性矩阵不等式优化方法引入到控制器的设计中,使闭环系统具有较好的性能。仿真结果表明了所提出方法的有效性。     

半实物网络控制系统仿真平台设计

网络控制系统(NCS)是一种新型计算机控制系统,通过工业网络实现控制单元之间的数据交换,但这也给控制系统带来了时延等问题。采用德国费斯托过程控制装置中的液位控制单元为实物被控对象,以校园局域网为通信介质,基于OPC协议,以西门子S7-300 PLC作为OPC服务器,将MATLAB作为OPC客户端,最终开发出一种基于OPC技术的实体对象与MATLAB结合的半实物NCS实验系统,为高级控制算法的研究和验证提供了一个良好的实验平台。     

长延时网络控制系统动态矩阵控制研究

在实际工程系统中,采样频率的选择取决于系统中信号的最高频率,网络传输延时取决于网络本身的传输特性。由此可见,网络传输延时不一定小于一个采样周期,但在网络控制有关的论文中往往假定网络延时小于一个采样周期。本文针对这种不合理的设定,提出了一种新型的长延时预测控制算法。首先对一类长延时网络控制系统进行了建模;接着利用动态矩阵控制原理导出了长延时网络控制系统的预测控制律。最后给出了仿真实验,结果表明在对一类长延时网络系统的控制中,提出算法的合理性和有效性。     

基于结构奇异值的网络化水电机组鲁棒控制

考虑到网络化控制系统中的通信延迟会影响被控系统的稳定性,本文依据鲁棒控制理论将传感器、执行器以及控制器之间的不确定延迟采用乘摄动模型来表示,使得控制器可以用鲁棒控制理论来求解。由于m 综合理论能兼顾稳定鲁棒性和性能鲁棒性,因此控制器采用m 综合理论来求解。最后采用本文方法利用SIMULINK对一个实际的水电机组进行了仿真分析,结果表明该方法可以有效抑制延迟对系统稳定性的影响。     

具有时延和丢包的网络控制系统的补偿控制

针对网络控制系统中同时存在时延和丢包的问题建立增广模型,设计了RBF预测控制器.在当前状态量不能被控制器实时得到时,将网络控制系统建模为切换模型,通过预测控制器利用已知的数据预测出当前的状态与控制量,对时延和丢包现象进行实时补偿,保证了系统的稳定性.最后以Truetime工具箱为仿真平台建立仿真模型,通过数值仿真算例验证了该方法的可行性和有效性.     

加入滞后时间削弱器的大滞后系统的神经网络PID控制

Smith预估控制是大滞后系统主要的控制方法之一,通过Smith预估器将大滞后的对象转化为无滞后的对象,从理论上解决了大滞后系统的控制问题,但在实际应用中还存在缺陷.本文首先提出滞后时间削弱器,将大滞后的对象演变成小滞后的对象,然后给大滞后系统加入滞后时间削弱器,采用PID做为控制器,用BP神经网络对PID控制器的参数进行整定.仿真结果表明,加入滞后时间削弱器的大滞后系统取得更好的控制效果,它的鲁棒性高,自适应能力强,具有抗外来扰动的能力.     

基于网络控制系统的电力系统广域闭环控制

为实现基于广域测量系统的实时广域闭环控制,将网络控制系统用于电力系统广域闭环控制中,针对通信网络的影响,引入同步授时以实现同步控制及闭环时延补偿。根据实际情况提出了应用于贵州电网的基于网络控制系统的广域闭环控制架构,介绍了该架构的设备选型及功能,以及控制下行通道的通信协议,最后搭建了贵州电网RTDS等值模型,对控制系统进行了硬件闭环测试。算例分析表明该架构能正确计算控制规律,可有效实现广域网络闭环控制。     

Comparison between PFC and PID control systems for a pneumatic cylinder

The world population is aging, along with a decrease in population and a shortage of young workers. Mechanisms using pneumatic cylinders are therefore expected to be useful to perform tasks such as day‐to‐day work support for elderly people. However, a pneumatic cylinder involves a large time delay. Therefore, a traditional control system becomes complex, with the necessity to add Smith compensation. Therefore, we use predictive functional control (PFC). This control system is not complex even if the plant includes a time delay. This study evaluates the performance of force and position control systems using a pneumatic cylinder and PFC. We compare the PFC scheme with the proportional integral derivative (PID) control and show that PFC achieves better performance than PID control. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

时变时延网络控制系统稳定性分析

针对时变时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性和控制器设计问题,提出比例积分输出反馈控制策略。基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法,在传感器与控制器间、控制器与执行器间,建立时变时延和数据包丢失的比例积分输出反馈网络控制系统模型,给出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分输出反馈控制器设计方法。通过数值仿真例子验证,指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分控制器设计方法是可行的。     

一类不稳定大时滞过程的二自由度IMC-PID控制

针对一类不稳定大时滞过程,提出一种二自由度IMC-PID串级控制设计方法.系统内环按照IMC原理设计为经典反馈控制结构,主要用于实现不稳定对象的镇定和快速消除系统的主扰动;系统外环设计为二自由度内模控制结构,使系统设定值响应同干扰响应分离,得以分别设计控制器.理论分析和仿真结果表明,给出的控制策略能够有效地解决一类开环不稳定大时滞过程的内模控制应用问题,并且使系统同时具有良好的控制性能和鲁棒性.