液位控制的模糊内模PID控制器设计

本文介绍了液位过程模糊内模PID控制器的设计.利用机理分析和实验辨识相结合的方法建立了被控过程的数学模型,并依据内模控制原理设计了一种PID控制器,该控制器结构简单,只有一个可调参数.为了克服了内模控制器参数整定要在系统标称性能和鲁棒性之间进行折衷选择的局限性,利用模糊逻辑实现了控制器参数的在线自动整定.实验结果表明,模糊内模PID控制器能有效地改善系统的性能.     

基于逆向解耦的球磨机系统的PID控制

球磨机系统是一个典型的多变量大时延非线性系统,各个控制量间存在严重的耦合,所以直接对其进行PID控制有些困难.针对上述问题,先利用逆向解耦构造出逆向解耦控制器,将原系统分解成两个单入单出的系统.然后利用基于内模控制的PID控制器参数整定的方法,可以直接获得PID控制器的各个参数,并且在模型失配的情况下进行了仿真研究.结果表明:逆向解耦简便实用,较传统解耦有一定优越性,所整定的PID参数有良好的调节品质,且具有很强的鲁棒性.     

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。     

聚氯乙烯干燥过程的内模控制

本文针对聚氯乙烯干燥过程的大纯滞后和大惯性特点,介绍了基于内模的PID控制器(IMC-PID)的设计方法.通过实验仿真表明,控制器参数整定简单,具有良好的稳定鲁棒性,可有效改善系统的控制效果.     

基于分数阶内模控制的风力机叶片颤振研究

针对风力机叶片颤振系统,提出了一种结合分数阶(Fractional Order)控制与内模控制(Internal Model Control,IMC)的新型颤振控制方法.利用分数阶滤波器设计了分数阶内模控制器,基于闭环动态特性指标,如相位裕量和截止频率,实现对控制器参数的自整定.通过仿真实验对比证明,针对风力机叶片颤振控制,所设计的控制方法优于传统PID、内模PID控制方法,不仅减少了控制参数,而且提高了动态特性和鲁棒性.     

一种基于内模PID控制的主动队列管理算法

针对传统主动队列管理中PID控制存在的参数不易整定等缺点,通过引入内模控制思想,提出了一种基于内模控制的PID控制器（IMC－PID）,其突出特点是控制器仅有一个参数需要整定。将IMC－PID应用于网络拥塞控制中,得到了一种新的主动队列管理（AQM）算法——IMC－PID算法。仿真实验表明,IMC－PID算法有较强的鲁棒适应性及较快的队长调节速率。     

一种基于模糊-内模双模控制的流量调节算法

针对传统内模PID控制器存在着系统在初始大偏差时调节缓慢的缺点，本文提出了一种基于模糊-内模双模控制（Fuzzy IMC PPID）的网络流量调节算法，其突出特点是将控制器的输入误差量模糊化处理，根据误差量的实时变化，选择P比例或者PID比例积分微分控制，同时使用内模控制思想实现控制器参数的整定。仿真实验表明，该算法较内模PID控制器在初始大偏差时调节速度更快，使网络流量的收敛速度明显加快，最终稳定在参考值附近。     

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。     

一种整数阶系统的分数阶(PID)~γ控制方法

针对常见的1阶、2阶和1阶加积分系统,提出了一种分数阶(fractional order,FO)控制器设计方法.基于内模控制(internal model control,IMC)原理,采用分数阶滤波器推导出了一种分数阶(PID)γ控制器,该控制器仅包含两个可调整参数,有效降低了分数阶控制器整定的难度,并基于系统相位裕量φm和截止频率ωc,实现了分数阶(PID)γ控制器的参数整定.仿真结果表明,所提出的方法不但设计简单,参数整定方便,而且可使系统获得良好的设定值跟踪特性和干扰抑制特性,以及克服系统参数摄动的鲁棒性.     

一种时滞过程内模PID控制器鲁棒整定方法

针对典型的一阶时滞（FOPTD）、二阶时滞（SOPTD）以及一阶时滞积分（FODI）过程,提出了一种简便的内模PID控制器设计和参数整定方法。 用一阶泰勒级数逼近系统模型的时滞项,导出内模PID控制器参数表达式,且仅有一个可调参数β,该可调参数与系统的动态性能和鲁棒性直接相关。基于控制系统的鲁棒性能指标给出了控制器可调参数β进行鲁棒整定的解析表达式。仿真结果表明,该方法可使系统同时获得良好的设定值跟踪特性、扰动抑制特性和克服参数变化的鲁棒性。        

基于IMC-PID控制的风机叶片颤振控制研究

针对风机叶片在颤振情况下严重影响风机的运行安全和发电效率的问题,设计了一种基于内模PID控制(IMC-PID)的振动控制方法,仅需调节较少控制器参数,就能有效地抑制叶片颤振并获得良好的闭环动态特性.首先使用递推最小二乘法对高阶对象模型进行降阶,然后利用IMC-PID方法设计控制器.仿真结果表明:在风机叶片颤振控制中,IMC-PID控制器与传统PID控制器相比,控制器整定参数少,且具有更好的动态特性和鲁棒性.     

一种具有设定值加权的IMC-PID控制方法

提出了一种具有模糊逻辑设定值加权的内模PID控制方法.该方法通过模糊系统的输出在线修正内模PID控制器比例作用部分设定值的加权系数及人工调节控制器的滤波器系数,使系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性均得到明显的改善.改进了常规内模PID 控制的不足,而且控制算法简单、参数调整方便,理论分析和仿真试验研究结果表明了它的有效性.     

基于Pade近似一般形式的IMC-PID控制器设计

内模控制方法因具有诸多优点而引起了业界的广泛关注,但难以在DCS中直接实现,现有的IMC-PID设计方法存在着只针对特定模型才能设计或通用设计但近似程度偏低的问题,提出了一种新的IMC-PID控制器设计方法,采用一般形式的Pade多项式逼近IMC-PID转化过程中出现的复杂项,然后对照该Pade多项式和PID控制器表达式设计PID控制器参数.该方法广泛适用于各种单变量对象,也能够毫无修改地应用于多变量系统的IMC-PID控制器参数设计.与基于Maclaurin展式的IMC-PID设计方法相比,该方法提供了具有更强理论依据的微分滤波时间常数计算式,能够获得与内模策略更为接近的控制效果.     

基于内模PID控制器的时延网络控制系统的保稳定性设计①

网络控制系统中存在的随机时延会导致系统的性能变差甚至不稳定。通过对随机时延的分析,建立了一个基于内模PID控制原理的网络控制系统模型,并以工业过程控制中经常用到的二阶对象为控制对象,完成了网络环境下的内模PID控制器的设计。仿真对比表明,该控制器对系统性能进行了补偿,保证了系统具有良好的稳定性能。     

内模控制在过程控制系统中的应用研究

内模控制是一种简单、实用的先进控制算法,是研究其它基于模型的控制策略的理论基础.本文介绍了内模控制的基本原理及内模控制器的设计方法,基于过程控制实验系统,采用内模控制策略对其进行控制,并在相同状况下,采用常规PID和内模PID算法对其进行控制比较.结果表明,采用内模控制策略的控制系统在超调量、上升时间和调节时间等方面均有所减小和缩短,体现了内模控制的实用性和控制效果的优越性,对于内模控制在其它领域的应用具有一定的参考价值.     

基于IMC的PID控制器的设计实现

内模控制（IMC）是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略。自面世以来,不仅在工业过程控制中获得了成功的应用,而且表现出在控制系统稳定性和鲁棒性理论分析方面的优势,尤其是它仅有一个整定参数,参数调整与系统动态品质和鲁棒性的关系比较明确,采用内模控制原理可以提高PID控制器的设计水平。该文正是从IMC的结构出发,提出了一种简洁的IMC—PID控制器设计思路,并利用MATLAB进行仿真研究。分析发现,该控制器具有常规PID的优点,对于大纯滞后或非线性系统能够很好地工作,可以推广应用于一般工业过程。     

自适应内模PID控制器在梭式窑温度控制的应用

针对梭式窑温度控制过程存在非线性、时变性和不确定性的情况，设计了基于递推增广最小二乘辨识的自适应内模PID控制器，在实际应用中取得了良好的控制效果。     

乙烯裂解炉炉管出口温度控制系统设计及应用

乙烯裂解炉炉管出口温度控制系统中存在着多变量耦合情况,导致在实际生产中很难实现对各组炉管温度的精确控制.针对这种情况,本文提出了一种基于可逆解耦策略和内模PID控制原理的多变量控制系统设计方案.文中首先介绍乙烯裂解炉的结构,并对其工作原理和生产的工艺流程作了简单说明;其次根据现场得到的数据并进行滤波,去趋势项等处理,运用预报误差算法(PEM)进行系统辨识,建立了过程的多变量输入输出模型;再次,介绍了可逆解耦方法的基本原理和实现过程,并针对辨识得到的模型,采用该方法设计系统的解耦环节.它可以避免采用传统解耦方法时的复杂运算过程,能够较为快捷地得到解耦参数矩阵.最后,针对解耦后的被控系统设计控制器.由于内模控制具有结构简单,控制性能良好等特点,本文中采用内模控制原理设计带滤波器形式的PID控制器,并给出了滤波系数等相关参数值.同时,对模型存在失配的情况和模型匹配时采用传统单回路控制策略的情况,以及不对系统解耦而直接设计PID控制器进行控制的情况分别进行仿真,并比较了仿真结果.分析表明,系统解耦后,对其控制时的静态误差消除时间大大缩短,动态性能得到改善,从而实现了对裂解炉炉管出口温度快速准确控制的要求,说明了该方案的有效性.