纯滞后系统内模控制器的设计与仿真研究

介绍纯滞后系统内模控制器的设计方法。仿真结果表明，内模控制器能克服被控对象增益和时间常数变化对控制性能的影响。     

基于多模型的内模控制及其在电厂过热汽温中的应用

针对电厂过热汽温被控对象具有大惯性、大滞后特性且对象参数随负荷变化较大等因素,提出了一种基于多模型的内模控制策略。将副回路系统与惰性区等效为一个广义被控对象,通过在不同工况辨识得到其多模型,设计出相应的内模控制器,根据运行工况选择相应的控制器,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明,该控制策略比常规的单内模控制在大范围具有更好的控制品质。     

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。     

基于非线性内模控制的直流炉机组协调控制系统设计

直流炉机组三输入三输出强耦合、非线性的对象结构使其协调系统的抗干扰性和负荷适应能力受到影响。为提出机组全工况优化运行的控制方案,首先通过合理的简化,建立起具有一定精度且利于控制器设计的直流炉机组模型。应用状态反馈精确线性化求出其逆系统,通过反馈控制律的作用实现了系统模型的线性化与输入、输出的完全解耦。并结合对建模误差与外扰有较强鲁棒性的多变量内模控制结构,对反馈线性化后的伪线性系统进行控制设计。最后在不同的稳态工作点下进行状态扰动与设定值扰动的仿真试验,结果表明应用非线性内模控制方法设计的协调系统在较大的工况范围内具有较好的稳定性与动态性能。     

内模控制结构中的虚拟参考反馈校正设计

为规避真实对象的建模过程,使辨识对象的建模与内模控制器设计可同步实现,将虚拟参考反馈校正思想应用于内模控制之中。虚拟参考反馈校正思想可将辨识对象和内模控制器的求解转化为参数辨识过程。为建立虚拟参考反馈校正思想与传统自适应控制方法间的等价性,推导出对输入-输出观测数据作预滤波处理的滤波器。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。更多还原     

一种输出反馈网络化控制系统及其稳定

为克服网络化控制系统中网络造成的信息反馈不及时问题,提出一种输出反馈网络化控制系统.通过引入被控对象的输入输出模型和缓存器,该系统在网络畅通时刻可利用对象的实际输出计算控制量并刷新模型,而在不能获得反馈信息的情况下,则利用对象模型的输出值近似代替对象的输出值计算控制量.在被控对象为单输入/单输出(SISO)且对象和模型存在误差的情况下,推导出使该输出反馈网络化控制系统闭环稳定的充要条件.仿真结果表明,利用该充要条件,可以很容易得到使系统稳定的模型误差范围.     

基于Pade逼近的纯滞后系统内模控制器的设计

将纯滞后环节进行Pade逼近后，根据内模原理，得到纯滞后系统内模控制器的参数整定值。仿真结果表明，内模控制器能克服被控对象增益和时间常数变化对控制性能的影响。     

基H∞方法的永磁同步电机鲁棒二自由度控制

基于模型匹配原理和鲁棒控制理论，针对伺服系统中被控对象参数摄动问题，设计了具有强鲁棒性的位置控制器.基于鲁棒控制原理，将位置控制器的设计转化为标准H_∞控制问题；用μ综合的方法得到输出反馈次优H_∞控制器，保证了系统的鲁棒性；采用鲁棒二自由度结构进行设计，保证系统对对象参数变化具有鲁棒性，实现精确的稳态跟踪.仿真结果表明，该方法设计的伺服控制系统能很好地跟踪给定和抑制扰动，且对对象参数摄动具有很强的鲁棒性.     

基于Pade逼近的纯滞后系统增益自适应内模PID控制

将纯滞后环节进行 1/ 1Pade逼近后 ,根据内模控制原理 ,得到了单位反馈PID控制器的参数整定值 ,然后运用仿人智能的方法得到被控对象的静态增益 ,由此来自动调整控制器的比例系数 .仿真结果表明 ,增益自适应内模PID控制器能克服增益变化对控制性能的影响 ,显著改善控制品质 .     

一种记忆元网络自适应控制方法

本文提出了一种神经网络自适应方法。该方法采用记忆元网络采用记忆元神经网络进行对象模型辩识,用单个神经元实现了自适应ＰＩＤ控制器。被控对象输出误差经记忆元辩识网络反传后得到控制器的输出误差,以此修正控制器网络权值,由于记忆元网络无需引入延迟算子,能够逼近任意阶线性动态,保证了模型辩识的精度和误差返传的精度,神经元ＰＩＤ控制器具有极为简单的结构与算法,保证了自适应控制的实时性,大量仿真结果表明该方法可     

二阶动力学系统的输出反馈模型跟踪

采用完全参数化的方法对二阶动力学系统基于输出反馈的模型跟踪进行设计.目标是使被控对象的输出渐近跟踪参考模型的输出,给出了控制器的存在条件,控制器的形式,同时基于一类二阶Sylvester矩阵方程的完全参数化解,将控制器的增益矩阵进行了完全的参数化.其参数化表达式中含有两组自由参数向量,为满足对系统性能的其它要求提供了可能.该参数化表达式直接利用原系统参数数据,仅包含n维矩阵变换.     

一种基于模型参考自适应的内模网络化控制策略

针对具有时延和模型不精确性的网络化控制系统,提出一种基于模型参考自适应的内模网络化系统控制策略。以内模控制器为调节器,模糊逻辑控制模块为自适应机构,再根据网络时延预测设计网络化控制器,结合自适应控制、模糊控制和内模控制的优点改善网络化控制系统性能。最后以工业过程控制领域中最具代表性的一阶和二阶系统为被控对象,采用本文策略对系统进行仿真。结果表明,本文策略使系统的稳定性和抗干扰能力得到明显改善,验证了本文策略的正确性和有效性。     

参数不确定混沌系统的动态面输出调节方法

针对一类严参数反馈形式混沌系统,研究含有未知参数向量的线性中性稳定外系统驱动下的输出调节问题.根据非线性系统输出调节问题可解的必要条件,将严参数反馈混沌系统的输出调节问题转化为镇定问题.在前n-1步递推中,通过采用动态面控制设计虚拟控制律,简化了控制律设计的复杂性;第n步应用内模原理,结合自适应技术,设计输出调节控制器.应用Lyapunov稳定性理论,证明跟踪误差全局一致终结有界.仿真结果验证了控制方案的有效性.     

非线性变结构不确定连续系统的反馈控制

针对具有变结构且对象未知的单输入单输出的非线性系统模型的特点，基于自适应模糊，提出了一种具有投影功能的新型“扩张状态观测器”．该方法能有效跟踪变结构非线性系统的各阶状态变量，拓宽了非线性状态误差反馈控制器和自抗扰控制器的应用范围，同时给予了稳定性证明．最后，通过数值仿真验证了方法的可行性和有效性．     

基于改进逆向解耦的超超临界机组机炉协调控制

针对超超临界机组机炉耦合系统采用常规的PID控制时参数调整困难且难以获得好的控制效果的问题,先将耦合的多变量高阶被控对象解耦为具有典型二阶惯性环节的多个单入单出广义被控对象。对解耦后的单入单出广义被控对象,分别设计了PID控制器,基于内模控制原理整定PID控制器参数。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,通过实验验证了本方法能够很好地消除变量之间的耦合影响,实现各被控变量良好的设定值跟踪能力和干扰抑制能力。     

基于参数化小脑模型的纤维张力控制系统

设计了一种将参数化小脑模型（P—CMAC）神经网络与传统PID控制器相结合的纤维张力控制系统．P—CMAC神经网络的输出在作用于被控过程的全部信号中占很大比例，而传统PID控制器则作为用于减少轨迹跟踪误差的补偿器来使用．实验结果确认其能提高控制精度.     

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。     

具有模型动态补偿的内模控制

本文提出了一种模型动态补偿方法,以减小模型与对象之间的失配,改善内模控制器对付时变系统的能力。该模型动态补偿器依据波波夫超稳定理论进行设计,保证了模型补偿结构的稳定性。仿真实验证明,该方法有较强的鲁棒性,能对付在一定范围内变化的时变系统,改进了内模控制器的性能。     

基于PAC的在线模糊自适应PID控制器设计

PID控制适合用于已知精确数学模型的被控对象,具有稳态误差小等特点.模糊控制不需要被控对象的数学模型,响应速度快,但是有静差.将这两种控制技术相结合,设计一种模糊自适应PID控制器,具有响应速度快、稳态误差小的特点.采用上位机和PAC结合,上位机中的iFIX组态软件利用OPC技术和MATLAB软件中的模糊控制器通讯,把实时值和设定值送给模糊控制器,同时把模糊控制器的输出(比例系数、积分系数和微分系数)送回PAC,在PAC中根据PID算法计算控制量,由PAC控制被控对象,实现在线模糊自适应PID控制.对水箱液位进行控制的结果表明,采用在线模糊自适应PID控制器后,控制系统的响应速度加快,无超调,具有较好的稳定性和鲁棒性.     

二自由度内模控制抗扰及鲁棒性分析

文章针对生产过程中常见的对象不精确及扰动或参数波动等情况,采用2自由度内模控制结构进行系统设计。通过内模前馈控制器及反馈滤波器设计来探讨内模控制结构如何有效提高控制系统的抗扰及鲁棒性能。然后使用Matlab仿真工具,实例设计反馈滤波器并在simulink下进行系统仿真,结果表明该二自由度内模结构设计方法可行,控制性能好,合理的滤波系数可保证系统具有良好的抗扰及鲁棒性能。