一种自适应PID算法

本文提出了一种基于内模控制原理的自适应PID控制算法。对于对象时滞时变、或模型与对象的阶次失配具有鲁棒性,并适用于非最小相位系统的控制。该控制算法设计简单,整定参数少。还可用于整定常规的PID控制器的控制参数。     

面向工业过程的IMC-PID控制器设计

按照同阶原则设计了内模控制器。根据闭环系统补灵敏度函数的最大值,从频域角度设计了滤波时间常数,以保证系统具有一定的鲁棒性。在此基础上,根据等效的反馈结构,将内模控制方法引入PID控制器的设计,得到了PID参数的明确解析结果。系统的动态性能和鲁棒性可以通过调节滤波时间常数进行平衡。仿真检验表明,该方法的可实现性强,控制效果良好。     

二自由度PID内模主汽温控制

基于内模控制理论,针对电厂主汽温被控对象的大惯性、大滞后特点,设计了一种二自由度PID控制系统。设计的二自由度PID控制器有两个调节参数,一个调整系统的位置跟随性能,另一个主要用来调整系统的干扰抑制特性和鲁棒性。对控制系统进行仿真试验,仿真结果表明设计的控制器具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

内模-PID串级控制方法

将内模控制与串级控制相结合,为了发挥内模控制克服时间滞后方面的优良特性和串级控制良好的抗扰性,提出了内模-PID串级控制方法.PID控制调节系统的抗扰性,内模控制调节系统的鲁棒性,理论研究和仿真结果表明系统响应同时具有良好的抗扰性和鲁棒性,且参数整定简单.     

内模PID控制器在智能车转向系统中的应用及仿真

针对智能车转向系统中模糊PID控制器参数调节复杂、适应能力较弱等问题,在分析内模控制与PID控制的内部对应关系的基础上,综合内模控制与模糊PID控制的优点,采用一种基于内部模型的PID控制器对系统进行控制．通过控制器在线仿真比较表明：内部模型的PID控制器不论在系统阶跃响应还是扰动跟踪等控制结果上均能到达模糊PID控制的要求,同时降低了参数设计的复杂性和随机性．     

基于内模控制策略的自整定PID控制器

针对实际控制对象的模型不易建立、大滞后等特点 ,提出基于内模控制策略的继电型自整定方法 .对内模控制器的原理和继电型自整定方法详细分析后 ,结合两者的优点设计出PID控制器 ,并给出了参数整定方法 .仿真研究结果表明 :该方法不但有良好的鲁棒性 ,而且调节快速、参数整定方法简单、不依赖于对象模型的参数 ,适合于工程应用     

内模PID控制器在云台伺服系统中的应用

针对SG-5452460005-15W型永磁式直流减速电动机驱动的YP3091型摄像机云台伺服系统,建立了数学模型,并基于内模控制原理设计了一种新型PID控制器。该控制器设计方便,只有一个可调参数。仿真结果表明：系统的水平跟踪和仰俯跟踪误差均方根分别为0.15 mrad和0.32 mrad。与传统PID控制器相比,在内模PID控制器参数调节方面,系统跟踪响应快,精度高,抗干扰能力强,鲁棒性好。     

基于幅相裕度参数整定的二自由度IMC-PID导引头伺服系统设计

针对电视跟踪导引头光电平台伺服系统高精度,高频响,鲁棒性和可靠性的设计要求,提出并推导了一种基于幅相裕度参数整定的二自由度内模PID鲁棒控制的方法(IMC-PID).其特点是将PID控制、Smith预估控制、线性二次最优反馈控制等归纳到同一构架之下.利用幅相裕度整定控制器参数,增强了系统的实用性和鲁棒性.同时,文中给出了光电平台的伺服系统组成与硬件构成.仿真和实验表明,二自由度内模PID控制算法具有很好的跟踪特性和抗干扰特性,可以很好的满足系统的各项控制指标.     

基于分数阶IMC-PID的锅炉蒸汽温度控制

近年来,分数阶微积分已被广泛应用于诸多领域中。针对分数阶控制器设计时参数整定困难的问题,基于内模控制的设计框架,将内模控制应用于分数阶热力系统的控制器设计。针对分数阶次a1,a=1和a1,分别给出了分数阶PID控制器类的实现,使分数阶控制器的参数整定得以简化。应用于某循环流化床锅炉主汽温对象的仿真结果表明,所设计的控制器,具有良好的设定值跟踪能力、抗干扰性能以及较强的鲁棒性。     

时滞系统几种控制算法的相互关系及其近似实现

讨论了时滞系统的常规PID控制、Dahlin控制、Smith控制和内模控制 (IMC)之间的相互关系 .证明Dahlin控制是Smith控制的一个特例 ,Smith控制器的参数经过适当整定可以得到与Dahlin控制完全相同的结果 ;证明Smith预估控制具有内模控制结构 ,在一定条件下可以实现内模控制算法 .最后证明了Dahlin控制就是内模控制 .采用Taylor逼近和Pade逼近方法对纯滞后环节进行近似处理 ,给出了各种算法的简化形式 ,这些算法都可以用工业上常用的PID控制器来近似实现 .     

二元精馏塔中的内模解耦控制的应用

针对一类有多变量、强耦合、大时滞特点的精馏塔控制系统,为了提高系统的整体控制性能,文中给出了内模解耦控制器的设计过程,该控制器具有同时兼解耦器、内模控制器的特性,采用解耦原理与内模控制融合方法设计,其解耦作用是使系统成对角优势,避开动态解耦技术要求精确模型且可能为物理不可实现对象的矛盾,其内模控制可补偿不精确解耦及时滞导致的控制品质下降。通过解耦分析和稳态误差分析,推导出解耦内模控制器的表达式。仿真研究结果表明该控制器控制系统具有较好的解耦能力和较强的鲁棒性．具有很好的应用前景。     

永磁直线同步电机自适应内模控制研究

为了解决永磁直线同步电机（PMLSM）运行过程中对系统参数摄动及负载扰动等不确定因素敏感的问题,结合内模控制和模型参考自适应控制各自的优点,设计了PMLSM自适应内模控制器（AIMC）.仿真结果表明,自适应内模控制器同常规PI控制器相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性.     

锅炉-汽轮机系统的多变量滑模控制

针对一非线性锅炉 汽轮机系统,提出了一种多变量滑模控制器的设计方法。为克服滑模控制的抖振现象,采用了边界层的方法。通过对输出的重新定义,消除了内动态子系统,实现了全局的稳定性。仿真结果表明,设计的控制器具有很好的跟踪性和鲁棒性。     

模糊PID控制交流伺服系统的研究

介绍了模糊PID控制器的构成与工作以及模糊PID控制器的交流伺服系统.交流伺服技术是研制开发各种先进机电一体化产品的关键性技术，由模糊PID组成的控制器无需知道系统的精确模型，采用模糊控制和PID控制的复合控制，使交流伺服系统具备了更强的鲁棒性和更为优良的动、静态性能.利用了变频器的多种控制功能，用编码器精确测速，控制算法采用了参数自整定PIDD算法，实现了精确的变频调速闭环控制.仿真结果表明，该交流伺服系统具有优良的性能和实际应用推广价值.     

多变量解耦内模控制系统设计与仿真

针对多控制回路相互关联耦合的多变量控制器的设计复杂、参数调节困难、实现难度高、工程实用性差的问题,提出一种多变量解耦内模控制器。该系统采用前置反馈补偿方式解耦,通过两步法设计内模控制器,并将内模控制器和解耦后的被控对象等效变换为只有1个参数可调的PID控制器。实验结果表明,系统解耦效果良好,通过对唯一的参数进行调节,系统表现出良好的动态响应特性,在模型失配和存在干扰的情况下,系统的鲁棒性和抗干扰能力也较好, 具有较高的工程应用价值。     

长时滞网络控制系统的Smith预估模糊PI控制器的设计

随着控制系统规模的不断扩大,控制网络的应用越来越广泛,由此产生了网络控制系统.在网络控制系统中由于网络带宽的限制,不可避免的使系统中存在网络所诱导的时延,它是导致系统性能下降甚至不稳定的一个潜在因素.针对网络所诱导的长时延,将Smith预估器应用到网络控制系统中,并通过与模糊PI控制方法相结合,构成Smith预估模糊PI控制器,设计出的控制器使闭环系统具有较好的性能和稳定性,并对于模型失配的情况具有较高的鲁棒性.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

TCSC的自适应动态面设计

针对带有TCSC(Thyristor Controlled Series Compensation)的单机无穷大总线系统的非线性二阶模型,使用自适应动态面方法设计了TCSC的非线性控制器.此设计方法,无须对原系统进行线性化,并能保证闭环误差系统渐进稳定,对于系统中的参数不确定性,具有较强的鲁棒性和自适应性.此控制器简单易于实现,其有效性通过仿真实例获得了验证.