非最小相位系统的复杂控制算法研究

针对非最小相位系统右半平面零点所造成的负调问题,文中以抑制非最小相位系统的负调和时滞问题为目的,将两步PID参数整定法与Smith预估控制器相融合,提出了一种复杂控制算法。该算法通过调整系统前置系数和PID参数,达到抑制非最小相位负调的作用,并将其作用于Smith预估控制结构中,达到提升系统响应时间的目的。利用MATLAB软件中的Simulink对典型二阶控制系统建立仿真模型。仿真结果表明,该复杂控制算法在消除系统负调的同时也提升了系统的响应时间,验证了该复杂控制算法的有效性和鲁棒性。     

预估型氨法脱硫控制系统研究

燃煤发电系统中氨法脱硫控制系统具有时变、大延时、大惯性的特点。针对典型的大延迟系统,文中提出基于Smith预估器的脱硫控制系统,通过抵消系统被控对象中的纯滞后环节来提高系统的实时性。Smith预估器依赖准确的PID模型,系统中PID参数整定仍存在不确定性。利用SOA算法对PID参数进行整定,将绝对误差积分ITAE作为适应度函数,通过对适应度值的不断寻优,找到最佳的比例积分微分系数组合。仿真结果表明,相较于Smith预估器控制下的脱硫系统,基于SOA的Smith预估PID控制系统跟随性好且反应迅速,调节时间缩小为原来的9%,峰值时间缩小为原来的5%,具有较小的超调量,系统的实时性和稳定性得到保证。上述结果证明该算法对工程控制系统有效,并具有良好的应用前景。     

基于Smith预估补偿与RBF神经网络的改进PID控制

由于工业界普遍存在且难以很好地解决恒温控制的大滞后和非线性问题,特提出了将Smith预估补偿和RBF神经网络与PID控制相结合的改进PID控制算法。该算法利用Smith预估补偿对温度滞后问题进行处理,利用RBF网络在线学习能力进行PID参数的动态调整处理非线性问题,进而保证恒温控制使系统处于最佳状态。     

电锅炉温度控制系统中模糊控制器的设计

温度是化工、石油、冶金等生产过程的一个重要的量,需要准确加以控制。这里以电锅炉为研究对象,探索其温度参数的控制方式。首先采用了常规PID控制和带有Smith预估器的PID控制方式。为了使系统具有更好的鲁棒性,达到更好的控制效果,在传统的PID控制中进一步引入了模糊控制,设计了一种参数自整定的PID控制器。通过三种控制方式比较,可以看出引入模糊控制的PID控制器,使电锅炉温度控制系统具有更好的动态性能和抗扰性能,值得在实践中探索和推广。     

一种基于智能控制算法的芯片烘箱PID温度控制器

将Smith预估器与PID控制结合应用到芯片高温固化设备温控系统中,用以改善设备的大惯性、时变时滞问题;针对Smith预估参考模型不准确带来的控制劣化效应,引入机器学习中的BP神经网络理论建立在线参考预估模型,最大限度地消除了系统特征方程中的滞后环节,优化了Smith预估器的前馈补偿能力;在成本不变的前提下,改进了设备的综合性能,具备较高的推广价值。     

基于自抗扰的非最小相位伺服系统控制

非最小相位系统具有控制稳定性差、不容易控制的特点。文中证明了具有不平衡力矩正反馈的伺服系统是一种非最小相位系统,介绍了自抗扰控制算法以及自抗扰控制器的各个参数的设计和选择原则。提出将不平衡力矩看成系统的扰动,并利用自抗扰控制器能够对系统中的扰动进行很好估计和补偿的特点,采用自抗扰控制算法实现了对该类非最小相位系统的仿真和设计。通过在硬件平台中编程实现设计的算法,完成对系统的控制。从实测数据得到的控制效果显示,非最小相位系统控制中的负调响应已消除,且阶跃响应快速,达到了较好的控制性能。     

Smith-PID在空气源热泵热水供应系统中的应用

热水供热过程具有大惯性、纯滞后和非线性的特性.Smith预估算法能有效克服纯滞后的问题,而PID控制能提高系统的稳定性和精度性.针对它的这些特点,本文把Smith补偿原理和PID控制方法结合起来,提出一种应用在空气源热泵热水供应系统的Smith-PID控制方法.通过编程仿真结果表明,新的控制方案与传统的PID控制相比,本算法具有良好的控制品质,它不仅具有满意的控制性能,而且响应速度得到了提高,缩小了超调.在实际的工程中有一定的应用价值.     

基于预估模糊PID的冰蓄冷空调控制系统

针对冰蓄冷空调的运行控制策略复杂、控制效果不佳的问题,文中提出一种基于预估模糊PID的冰蓄冷空调控制系统。该控制系统在PID控制器的基础上加入了Smith预估器,来预测推理PID参数的变化量。并使用控制系统、空气处理装置、风管系统和变风量末端4部分,实现对冰蓄冷空调的实时控制。在正常工作与复杂工况条件下的仿真实验结果表明,所提出的方法具有更快的响应能力和良好的控制效果。     

基于GPC-PID的制冷系统过热度控制器

针对制冷系统的过热度控制问题,为保证系统动态性能,给出了一种基于广义预测控制滚动优化策略的PID参数自调整算法,设计了GPC-PID控制器.首先根据试验数据,基于最小二乘方法辨识得到过热度与膨胀阀开度间的传递函数模型,随后考虑系统模型的纯滞后环节,基于广义预测控制的性能指标,根据Kuhn-Tucker条件,通过滚动优化策略自动整定PID控制器的参数.最后的仿真结果表明,与传统PID控制器相比,GPC-PID控制器超调小,响应速度快,具有较好的控制效果.     

基于频域分析的空调温度控制系统的研究及仿真

针对空调温度控制中被控系统存在的一阶、二阶时滞不稳定过程,采用一种基于极点配置的方法,对Smith预估控制器进行广义等效,等效后的系统可看成不含有时滞的一、二阶系统,通过选用合适的PID控制结构,使系统闭环传递函数满足标准的二阶系统形式.对其等效的闭环控制系统进行频域分析,按照工程实际选用合适的调节时间和闭环极点,整定...     

改进Smith预估时延补偿的模糊网络控制系统研究

在网络控制系统中,针对通过网络进行数据传输时产生网络诱导时延使得系统性能恶化的问题,提出一种改进Smith预估器的模糊控制方法。在控制器端引入改进的Smith预估控制器,解决被控对象模型不匹配的问题,同时,增大系统的截止频率,得到较快的系统响应。在控制器设计中采用模糊控制算法将控制器设计为模糊控制器,模糊控制器是一种无需被控对象精确数学模型且采用模糊集合论的语言控制器,能够取得较好的控制效果,具有较强的鲁棒性。最后通过仿真,验证了该方法的有效性。     

带Smith预估器的预测PID控制器的设计

设计了一种基于广义预测的思想的PID参数整定的改进算法。利用阶梯式控制策略,有效地减小参数整定中的计算复杂性,并能更方便地通过阶梯因子对所得PID控制器的控制性能进行调节。另外,文中对大延时系统的参数整定误差进行了分析,并通过引入Smith预估器改善了这类系统的参数整定效果。仿真实例说明了上述算法的有效性。     

红外搜索跟踪系统伺服机构模糊-PID控制器设计及仿真研究

针对红外搜索跟踪系统中伺服机构常用的PID控制方法参数不易整定的缺点,将模糊控制和PID结合起来,构造一种模糊-PID控制器,使PID参数能进行在线调整,通过MATLAB下的仿真,从仿真结果中得出结论:模糊-PID比传统PID控制器具有更好的动态响应品质.响应时间、超调量、稳态精度及动、静态性能都得到了很大提高.从而验证了其有效性及实用性.     

新型Smith预估控制在ATP伺服系统中的应用

为了提高空间光通信的捕获、跟踪与瞄准系统的跟踪精度,首先通过对ATP伺服系统系统进行结构分析:针对粗跟踪系统的传输特性和电机滞后,采用SISO补偿器使系统的响应速度明显加快;针对精跟踪系统的传输特性和快速倾斜镜的迟滞特性,提出了一种新型Smith预估控制方法,利用MATLAB仿真软件进行仿真,并与多种传统的PID控制系统进行比较.结果表明,新型控制方法不但具有Smith预估器对时滞有效控制的优点,更是显现出PID控制、PI控制、PD控制的良好匹配效果,能够很好地解决纯时滞造成的不稳定性,而且具有较好的鲁棒性和抗干扰性.     

新型二自由度Smith预估控制在ATP伺服系统中的应用

为了提高空间光通信的捕获、跟踪与瞄准系统的跟踪精度,提出了一种新型二自由度Smith预估控制的实现方法。首先对捕获、跟踪与瞄准伺服系统和新型二自由度Smith预估控制系统进行结构分析,然后通过讨论传递函数建立仿真模型,利用MATLAB仿真软件进行仿真,并与多种传统的比例-积分-微分(PID)控制系统进行比较。结果表明,新型控制方法不但具有Smith预估器对时滞有效控制的优点,更显现出不完全微分先行PID控制和比例-积分控制的良好的匹配效果,能够很好地解决纯时滞造成的不稳定性,而且具有较好的鲁棒性和抗干扰性。     

改进Smith控制在主汽温控制上的应用研究

针对电站主汽温难控问题,尝试使用一种改进Smith补偿控制器,并应用多容惯性标准传递函数方法进行改进Smith补偿控制器的辅助控制器参数整定。结果表明：改进Smith补偿控制器用于电站锅炉主汽温控制是可行的并且比常规的PID控制在最优性和鲁棒性上优势明显;应用多容惯性标准传递函数方法进行辅助控制器参数整定是一种有效的易操作的参数整定方法。     

有线网络PSO-PID主动队列管理算法稳定性分析

主动队列管理算法的稳定性是实现拥塞控制的基础,针对目前PID-AQM控制器控制参数大多基于经验、缺乏稳定性分析的问题,提出了粒子群优化PID参数的整定策略,同时运用稳定分析论分析PSO-PID队列管理算法的稳定性.考虑TCP/AQM系统的时滞性,将时延系统利用泰勒展开转化为非时延系统进行稳定性判定.通过NS2仿真,结果表明,PSO-PID算法稳定性明显优于PID算法.     

聚合物微纳结构热压机的温度控制策略研究

设计实现性能良好的温度控制是聚合物微纳热压工艺探索及高质量热压加工的必要条件。对热压机温控系统进行了建模分析;将飞升曲线法和最小二乘法相结合,对系统进行了辨识;针对系统模型参数的不确定性,设计并实现了基于系统辨识整定控制参数的PID(比例-积分-微分)控制器。实验证明,此控制器超调量0.5℃、系统稳态误差±0.2℃,并且有良好的适应性,满足微纳热压工艺要求。     

无刷直流电机的模糊PID控制系统研究

直流无刷电机效率高,转矩大,维护方便,广泛应用于工业过程的各个方面。提出了一种基于模糊PID控制的直流无刷电机调速系统并与传统的PID调速系统进行比较。运用传统的PID调速方法,参数不容易整定并且不容易得到满意的控制特性。由于模糊控制能够满足人们对控制特性的要求并且参数易于调整,因此设定了模糊PID控制器,对直流无刷电机进行调速。实验结果表明与传统PID控制相比,模糊PID控制的电机转速相应快,无超调,转速波动小,调节时间短,转速波动小,其性能明显优于传统PID控制,具有优良的静态性能和动态性能。直流无刷电机的建模,控制和仿真都在MATLAB/Simulink软件上进行。     

DVD光学头的BP神经网络自适应PID控制器设计

搭建了一套基于DVD聚焦循道伺服技术和双光子吸收三维光存储技术的双光头三维光盘存储系统.针对DVD光学读取头传递函数,采用BP神经网络自适应PID控制算法,构建PID控制系统仿真模型,通过BP神经网络的超强自学习和非线性逼近能力在线调整PID控制器参数,并进行计算机Matlab仿真.仿真结果表明,BP神经网络自适应PID控制算法提升了系统的响应速度,减小了系统的超调量.