基于PID分段式温度控制系统的设计与实现

通过对PID算法及控温方式的改进,提高温控系统的控温精度,采用分段温控技术,使其具有稳定性好和超调小的特点。     

空间相机温控系统的软件设计思路与方法

从系统描述、温度标定与解算、温控策略、软件设计与实现等方面详细介绍了空间相机温控系统软件的设计思路与实现方法.本文主要考虑测温精度和测温范围,兼顾工作量和存储空间,选择合适的标定拟合方法和拟合次数.根据系统特性和控温精度的要求,选择合适的温控策略.实践证明,该方法具有测温、控温精度高,占用程序空间小,可移植性好等特点,在空间相机温控系统软件设计中具有一定的通用性.     

洗片机温度智能测控技术研究

研制一种对工业X胶片冲洗进行恒温智能测控的廉价装置。采用将测温区间分段、分别设置偏置和增益,用8bA/D转换芯片在单片机的控制下提高测温精度;使系统在不同环境温度下,对不同容积的冲洗槽实施模糊控制。经实验测试,均获得了±0.1℃的控温效果,该装置能满足各种规格洗片机温控要求。     

腹腔循环热灌注化疗温度的仿人智能控制

根据腹腔循环热灌注化疗（CHPP）温度过程对象的特点和技术要求,介绍了一种基于能量和作用平衡的仿人智能控制（HSIC）方法。在快速升温段,为实现快速升温并减小过冲,用能量和作用平衡原理进行Bang-Bang控制。在恒温灌注段,为实现精确控温,用仿人智能控制器基本算法进行控制,用能量和作用平衡原理整定控制器参数。模拟试验表明,这种控制方法能满足系统升温速度和控温精度要求,算法简单、待定参数少、整定容易、有较好的鲁棒性。     

用小型低档可编程控制器实现温度的模糊控制

介绍一种以模糊控制原理为编程思想,用可编程序控制器（PLC）来实现温度智能控制的方法。重点介绍了控制方案和控制语言,给出了程序框图。试验结果表明,该控制器可靠,调节时间短,抗干扰能力强,并且控温系统具有很强的鲁棒性。     

新型双温度反馈增量式PID控制器的设计

由于多数温控对象具有惯性大、滞后性强、非线性等特点,采用传统的PID控制方法很难达到高精度要求.本文在增量式PID控制器的基础上,设计出双温度反馈增量式PID控制器,并采用分段控制的方法,将其用于毛细管流变仪的实际控温系统,达到较高的控温精度,且方法简单易行,有较高的应用价值.     

PVT仪器中的高精度温度PID控制

本文建立了多点PVT温控系统模型,分析比较了不同温控方案,选取了变形PID控温算法,获得了很好的恒温控制效果.     

铁矿石还原测定系统温度控制算法研究

针对目前铁矿石还原测定系统技术落后、炉温控制精度不高的现状,根据铁矿石还原测定试验的升温特点,对基于工业控制计算机的智能控制算法进行了研究,取代功能简单的传统仪表实现精确的温度控制;系统采用便于计算机编程实现的解析式模糊控制策略.提出对不同温度段使用不同控制规则,并引入自寻优算法,提高了控温精度;试验结果表明,该控制系统具有良好的动静态特性和抗干扰能力,该控制方法可靠有效并具有一定的实用性和借鉴价值.     

双螺杆塑料造粒机组集散控制系统设计

设计了基于串行总线结构的开放型集散控制系统,采用RS485协议进行主机与分布式智能控制单元之间的远距离通讯和控制。对集散控制系统中的硬件配置、软件结构、协议实现和系统扩展等问题进行了详细的讨论,实现了双螺杆塑料挤出造粒机组中温控、电机和计量子系统的集散管理与控制。论文还针对机组温控系统的大滞后问题,通过对温控区间的合理分段,将积分分离PID控制算法与经验和逻辑判断相结合,提出了改进的非线性控制策略,显著提高了湿度控制效果。     

基于STM32的恒温水浴温度检测与控制系统设计

针对石油产品运动粘度检测中恒温水浴温度的测量与控制,提出了一种基于PT100测温和高精度控温的系统,搭建了系统的硬件电路和设计了系统软件,并进行了实验验证。本设计采用STM32F407作为主控处理器,PT100传感器测量温度,三线制调理电路消除测量误差,24位A/D芯片进行A/D转换,12864液晶进行实时显示,并具有语音功能。测温部分采用查表与分段数学建模相结合的方法,能够计算得出较精确的温度值,由于在化工领域的温度控制中,被控对象具有纯滞后的特点,系统中控温部分采用PID算法和Smith预估算法相结合进行控制。实验表明,该系统温度测量精度可在0℃~100℃范围内达到±0.1℃,控制精度绝对误差不超过0.1℃,能够达到设计要求。结合了Smith预估的PID算法动态响应迅速,超调量小,稳定性好,明显优于普通的PID算法。     

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。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

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.     

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.     

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.