具有任意极点的函数观测器的构成法

研究了具有 m 维输出和 n 阶可观测的连续时间系统的具有任意极点最小阶数函数观测器的设计问题。文中将构成具有任意极点的函数观测器问题化为对于降阶观测器左向量的限制条件,将满阶观测器转化为一些极点向着左半复数平面无限远渐近的降阶观测器,在此基础上给出在μ≤m 时具有任意极点函数观测器的最小阶数及μ>m 时最小阶数的上限。     

串级控制与Smith预估器结构融合

对串级控制系统来说,一个快速内回路是至关重要的.当副回路存在较大纯滞后时,系统控制品质会很差.Smith预估器是用于解决大纯滞后对象的有效方法.本文提出了串级控制与Smith预估补偿相结合的控制策略.针对纯滞后问题,讨论了串级控制与Smith补偿的互补性.从理论和仿真两个方面讨论了这种系统相结合的可行性和应用价值.仿真结果的表明,这种控制系统抗二次干扰的能力大大提高,其鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制和单纯的串级控制.     

无辨识自适应算法的大滞后对象的控制方法

在实际工业生产中 ,由于对象纯滞后的存在 ,降低了控制系统的稳定性 ,使控制品质下降 ,对控制系统极为不利。对大滞后对象 ,Smith预估控制是一种重要方法 ,但常规Smith预估控制对模型的误差 (包括时间延迟的估计误差 )十分敏感 ,不适用于具有时变时延参数的系统。因此 ,常规Smith预估控制策略难以广泛用于工业控制 ,但该方法仍然得到了控制界的广泛认可。无辨识自适应控制是Marsik和Strejc提出的一种无需辨识系统参数的自适应控制算法 ,该算法简单、鲁棒性强 ,只需在线检测过程的实际输出及期望输出便可形成具有较好动态性能指标的自适应控制系统 ,但是该方法不能解决大滞后问题。借鉴无辨识自适应控制的思想和神经网络强的函数逼近能力 ,首先用一个神经网络来构成被控对象的Smith预估模型 ,然后利用无辨识自适应控制算法设计了一种适用于大滞后对象的控制器 ,两者结合 ,提出了一种简单、实用、鲁棒性强的大滞后对象控制的新方法     

纯滞后系统的模糊复合控制方法

针对具有纯时间滞后的系统,分析了PID算法、Smith预估算法以及模糊控制的不足,由此提出了一种新的模糊复合型控制器,该控制器是基于Smith预估的模糊-PID控制器,利用Smith预估算法克服纯滞后,利用模糊控制来提高系统的鲁棒性,而在稳态阶段则切换为PID控制来提高控制精度.在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明该复合型控制器既具有模糊控制较强的鲁棒性,又具有PID控制精度高的特点,尤其是在模型失配时表现出良好的稳定性和鲁棒性,对于大时间滞后系统是一种实用而简便的控制方法.     

纸浆浓度的Smith预估器神经元自适应控制

针对纸浆浓度控制系统具有大纯滞后和模型不确定的特性,提出将神经元PID控制和Smith预估控制相结合的控制策略。该控制系统既具有Smith预估补偿控制的优点又有神经元自学习、自适应的能力。仿真实验结果表明该方法可以提高系统的控制品质,证实了这种方法的可行性。     

纸浆浓度的Smith预估器神经元自适应控制

针对纸浆浓度控制系统具有大纯滞后和模型不确定的特性，提出将神经元PID控制和Smith预估控制相结合的控制策略。该控制系统既具有Smith预估补偿控制的优点又有神经元自学习、自适应的能力。仿真实验结果表明该方法可以提高系统的控制品质，证实了这种方法的可行性。     

基于Smith预估的纯滞后系统的控制

针对具有纯时间滞后的系统,分析了PID算法、Dahlin算法和Smith预估算法的特点,指出只要对Smith预估控制器进行适当的设计,就能等效于Dahlin算法.提出了利用Smith预估器补偿时间滞后,按Dahlin算法原理设计控制器的Dahlin～Smith算法和将Smith预估系统结构变换为内模控制器(IMC)结构,再按内模控制原理进行控制器设计的IMC-Smith算法.在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明,所提出的新控制算法在系统模型不精确的情况下,具有更好的稳定性和鲁棒性,对于大时间滞后系统是一种比较实用的控制方法.     

一种大时滞过程的控制方法

针对常见的1阶和2阶含大时滞过程,将分数阶(PD)~γ控制器引入Smith预估控制器,防止了分数阶控制整数阶时产生的静差。半分数阶二自由度控制系统具有良好的跟随性能和抗扰性能。     

Robust的自适应极点配置

本文提出了一个方案,用以实行鲁棒的自适应极点配置。该方案适合于一般的(即能控且能观的)单变量线性离散时间对象,只要求知道对象的阶次或者对象阶次和纯滞后时间两者。按极点配置设计的自适应控制装置,由参数估计器、控制器(状态观测器和状态反馈发生器的组合)以及外部摄动信号组成。本文证明了:所构成的自适应控制系统中的所有信号都是一致有界的;参数估计和控制器参数更新的算法具有指数收敛性质。因此,自适应控制是鲁棒的。     

纯滞后串级控制系统的两级Smith预估补偿

对副环中含有大滞后的串级控制系统,提出了两级Smith预估补偿的控制方法。其一,在副回路中加入Smith预估器将滞后提到副环的外部;其二,在主回路中再加入Smith预估器消除滞后对整个系统的影响。仿真结果表明,采用该方法将将使系统的性能指标显著提高。     

基于模型参考自适应的轮胎硫化控制系统

将轮胎硫化过程控制由复杂高阶系统简化为一阶加纯滞后系统,应用增益模型自适应补偿预估器对其进行控制。通过仿真实验表明,这种控制方案与传统的Smith加PID控制相比具有更好的鲁棒性,控制方案简单且可实现在线整定。     

INTEL96单片机的力矩电机控制方案的研究

研究了应用MCS96单片机的全数字伺服系统实现宽范围、高精度调速的控制方案及算法。在宽范围调速系统中,为保证高速时必要的数据处理时间及低速时的快速性,低速时采用T法测速,高速时采用M/T法测速;讨论了系统本质上具有时间滞后性.定量计算了全数字伺服系统可能存在的时间滞后,采用Smith预估控制器,有效地克服超调/爬行现象.     

大林算法与Smith预估法在温度控制中的优效研究

工业中有很多具有纯滞后的被控对象,为了改善纯滞后对系统带来的不良影响,将大林算法和Smith预估法用于此类系统中,且以炉温控制系统为例,详细地介绍了两种算法的工作原理、数学模型及仿真结果。并将其与PID算法进行了讨论,结果表明,大林算法比其它两种算法具有更好的控制效果。     

具有纯滞后系统的Smith预估控制稳定性研究

本文提出了一种控制系统稳定性分析的方法,并推导出具有纯滞后系统的 Smith 预估控制当参数变化时的稳定条件。     

中央空调中一类不确定性模型的MFAC研究

中央空调运行过程中设备老化、非线性和外部因素等原因造成一阶惯性加滞后模型的不确定性,从而导致原来控制参数失效.针对此种情况运用无模型自适应控制(Model Free Adaptive Control,MFAC)方法,研究由于不确定性而造成过程增益、时间常数和滞后时间变化——单参数变化、二参数变化和三参数变化时,对MFAC性能的影响.通过MATLAB仿真,分析模型参数变化对调节时间和超调量的影响以及与PID控制效果的比较,结果表明MFAC具有很好的稳定性和抗干扰性以及对时延变化的不敏感,故可使用MFAC解决中央空调系统中时延变化较大而导致控制性能变差的问题.同时该结果也表明对于具有不确定性的一阶惯性加滞后系统,过程增益、时间常数不确定性很大时使用MFAC效果亦不理想.     

大林算法与Smith预估法在温度控制中的优效研究

工业中有很多具有纯滞后性的被控对象,为了改善纯滞后对系统带来的不良影响,将大林算法和Smith预估法用于此类系统中,且以炉温控制系统为例,详细地介绍了两种算法的工作原理、数学模型及仿真结果,并将其与PID算法进行了讨论．结果表明,大林算法具有更好的控制效果。     

有限时间Back-Stepping动态面控制

针对一类具有外干扰和建模误差的n阶非线性系统提出一种有限时间Back-stepping动态面控制.在动态面控制方法的子系统控制器设计中设计一个快速有限时间收敛的非线性滤波器,以代替一阶线性滤波器.该方法可避免"计算膨胀",降低高阶系统的误差积累,同时可避免高阶系统有限时间控制难以解决的奇异性问题.针对动态面控制稳定性分析中未将估计误差考虑在内的不足,将其一并考虑,并证明了其稳定性,给出稳态控制误差.最后结合四旋翼飞行器位置控制系统仿真验证了其工程的实用性和优越性.     

基于两级Smith预估的纯滞后系统串级模糊控制仿真

在工业过程中,纯滞后系统普遍存在.针对副回路中含有纯滞后的串级控制系统,对典型的PID串级控制系统加以改进,提出基于主副回路Smith预估补偿的串级模糊控制方法,在主副回路分别加入Smith预估器,并利用模糊控制器为主调节器.仿真结果表明,该种控制方法相比传统的PID串级控制方法具有更优的动态特性和鲁棒性.     

Z域直接设计的数字控制系统的一些基本性质

Z域直接设计是综合数字控制器的古典方法。本文证明了运用该方法设计的数字控制系统所固有的一些基本性质:在任意阶对象、任意阶典型参考输入这样的一般情形下,凡应用Z城直接设计的、满足稳定性、因果性和无稳志误差要求的数字控制系统,当其输入信号降阶时,系统的误差信号具有“零和性质”,从而在理论上阐明了超调的必然性;对于只配置一个稳定的闭环极点的系统,其误差信号具有“等比衰减性质”;本文还对有纯滞后的对象的Z域直接设计进行了讨论。     

网络控制系统的Smith预估时滞补偿方法

针对网络控制系统中存在网络延时、非线性系统本身滞后以及延时对系统控制的影响,建立了时滞被控对象的网络控制系统模型,并分别从被控对象已知和控制器已知两个方面为出发点,提出了改进的Smith预估时滞补偿方法,无需对网络时延进行在线测量、辨识,并将系统前向通道中的时延因子移到了系统的闭环回路之外.最后,通过仿真实验对比了无时延和有时延两种情况下同一系统的稳定性情况,通过仿真结果验证文中提出的Smith预估补偿方法是可行的,具有实际应用的指导作用.