基于时延动态补偿的网络控制器的设计

在网络控制系统中由于网络带宽的限制,不可避免地使网络系统产生网络诱导时延,从而导致系统性能下降甚至不稳定。文章针对延时不确定使得Smith预估补偿控制效果差的问题,提出了新的Smith补偿控制算法,根据控制器反馈信息对网络延时进行动态补偿,并与模糊PI控制方法相结合,构成Smith预估模糊PI控制器,使得闭环控制系统即使在模型失配的情况下,仍具有较高的稳定性、较强的鲁棒性。仿真结果表明,该方法可行有效。     

基于因特网远程控制的Smith补偿和缓冲技术

本文对基于因特网的远程控制系统框图进行化简,使前向延时和反馈延时合并为总延时,这样系统只需设计一个补偿器,系统设计得到了简化,并采用smith补偿器进行补偿控制,改善了系统品质。对于网络延时的不确定性,在现场控制的计算机内采用了缓冲技术,将不确定延时转化为固定延时,即使在不进行网络延时的预测,也能达到较好的控制效果。     

钢铁炉温不确定时滞系统Smith免疫预测控制

针对钢铁炉温不确定时滞系统,将免疫反馈控制与Smith预估控制结合而提出了一种Smith免疫预测控制方法。利用克隆选择实现滚动优化避免了求Diophantine方程及逆矩阵,不需要复杂的推导,可以在线调整Smith 预估器的时滞时间常数和对扰动进行补偿,消除传统Smith预估对模型的依赖。通过实验仿真表明了该方法的有效性,并对外部干扰及系统建模误差具有很好的适应性,将该方法应用于钢铁高炉炉温控制过程,取得较好的控制效果。     

预估模糊控制在循环水加药控制中的应用

针对Smith预估控制对模型误差较敏感,适应对象参数变化较差的缺点,提出了一种Smith预估模糊控制方法,利用模糊逻辑实现被控对象模糊化,利用Smith预估控制对被控对象滞后环节进行补偿。以火电厂循环水加药控制为例,对该控制方法进行仿真和实际应用研究,结果表明该系统能有效地避免纯滞后环节在控制系统中带来的振荡现象,工程应用取得了理想的控制效果,为纯滞后、大惯性、模型不确定系统的控制提供了很好的解决方法。     

纯滞后系统的控制算法比较

本文介绍了用于时滞系统的Smith预估补偿控制、采样PI控制和预测控制方法的原理,并对一阶纯滞后对象,采用Matlab工具对其控制性能进行仿真比较。仿真结果表明,Smith预估补偿算法在滞后被控对象模型已知的情况下能够取得较好的控制效果,而在模型参数未知或不准确情况下,适合采用采样PI控制或预测控制。     

线滞后系统的控制算法比较

本文介绍了用于时滞系统的Smith预估补偿控制、采样PI控制和预测控制方法的原理,并对一阶纯滞后对象,采用Matlab工具对其控制性能进行仿真比较.仿真结果表明,Smith预估补偿算法在滞后被控对象模型已知的情况下能够取得较好的控制效果,而在模型参数未知或不准确情况下,适合采用采样PI控制或预测控制.     

Cartesian反馈线性化技术的延时补偿设计

Cartesian反馈线性化技术是减小射频功率放大器非线性失真的一种有效方式,但信号传输延时却严重影响反馈系统的稳定性,使得Cartesian反馈线性化技术受到带宽的限制.采用Smith预估补偿方法对Cartesian环路进行延时补偿设计来降低时间延时对反馈系统稳定性的影响,并给出了理论分析.计算机仿真结果也表明采用延时补偿设计的Cartesian反馈系统可以使本来早已不稳定的系统保持稳定,而且对输出功率在不同回退级时的线性化性能都有不同程度的改善.     

一种混合有源电力滤波器的电流控制新方法

针对可控器件的死区和数字化控制器存在的延时对系统整体性能产生消极的影响,提出一种新的电流跟踪控制策略,该控制策略以一个基于改进的Ziegler-Nichols方法实现参数优化的PI控制器和π补偿Smith预估器为基础．其中实现电流跟踪控制的控制器算法是在Ziegler—Nichols方法优化PI控制参数的算法上的修正,较之传统的方法寻优PI控制器参数有着更好的控制效果;仃补偿预估器的引入则可以有效地补偿系统控制中的延时,提高系统的响应速度和稳定性能,并提高系统的控制精度;同时利用时间乘以误差绝对值积分（ITAE）准则给出π补偿预估器参数与PI控制器参数间的数学关系式,实现了预估器参数的辨识．仿真和实验验证了所提控制策略的有效性,与模糊PI控制效果进行比较,具有更好的滤波效果．     

MIMO大滞后控制系统的设计与应用

介绍了Smith预估补偿控制的基本原理,针对多输入多输出（MIMO）控制系统中存在的大滞后问题,给出了Smith预估补偿的设计方法及计算机控制系统的设计流程,并结合二输入二输出多变量液位控制系统进行仿真验证,结果表明Smith预估控制能够解决MIMO控制系统中的大滞后问题,且能满足控制质量性能要求,具有较好的控制效果,有一定的应用价值。     

Elman网络在Smith预测控制中的应用

Smith预测控制在实际应用中的难点在于很难得到实际系统精确的数学模型. 通过Elman网络拟合传统Smith估计器的模型误差, 并对其进行补偿. 实验结果表明, 这种基于Elman网络补偿模型的Smith预测控制充分利用了神经网络的非线性拟合能力, 只要对纯滞后环节精确建模, 就可以完全抵消纯滞后环节对控制品质及系统稳定性的不利影响. 这种方法使得Smith预测控制可以用于模型不易精确确定的系统.     

基于改进型Smith预估补偿的网络流量控制

在高速通信网络中，传播时延对基于速率的流量控制具有很大的不利影响，Smith预估补偿是克服时延影响的一种较好的控制方案，但其对预估值的误差十分敏感，文章将改进型Smith预估补偿应用于ATM网络的流量控制，理论分析表明该方案对传播时延等参数的变化有较强的适应性，控制系统的鲁棒稳定性的动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制，并得到了仿真结果的验证。     

基于RBF神经网络与Smith预估补偿的智能PID控制

针对工业控制中普遍存在的大滞后现象,提出了一种将RBF神经网络算法和Smith预估补偿算法与传统的PID控制器相结合的智能RBF-Smith-PID控制策略。该方法利用RBF神经网络的在线学习、控制参数自整定能力,和Smith预估补偿对纯滞后系统的良好控制,有效地克服了常规PID控制的缺陷,提高了系统的鲁棒性和自适应性,对纯滞后系统起到了良好的控制。     

遥操作机器人系统的变时延控制

由于遥操作机器人传输通道中存在着变化的通讯时延,造成了系统不稳定和操作性能降低等问题。为了消除或减少时延的影响,在利用RBF神经网络进行延时预测的基础上,通过改进型Smith预估器进行遥操作机器人的时延控制,从而使系统稳定,并易于操作。理论分析表明,该方案对时延的变化有较强的适应性,控制系统的鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制,且易于实现。仿真结果表明,在时延情况下,该方法可实现对遥操作机器人较为准确的测控。     

基于Smith预估的模糊PID主动队列管理算法研究

为解决网络拥塞控制系统中由于网络大时滞对主动队列管理算法产生不利影响的问题,提出了一种基于Smith预估的模糊PID主动队列管理算法.该算法将Smith预估控制与模糊控制相结合,利用Smith预估器补偿网络时滞,同时运用模糊控制在一定程度上克服了传统Smith预估器对模型结构与参数的精确性过于敏感、鲁棒性差的缺点,使主动队列管理算法控制性能有明显提高.仿真实验结果表明,该算法在大时滞的网络环境下能很好地将路由器队列长度收敛于期望值,并能适应突发流和非弹性业务流的干扰,适用于动态变化的网络环境.     

控制系统中存在传感器大延迟时的优化研究

传统的Smith预估器较好地解决了前向通道大滞后系统的控制问题,但对于反馈通道中传感器延迟造成的滞后的问题则并不适用。提出了一种改进的Smith预估控制方法,克服了反馈通道中大滞后对于控制系统稳定性的不利影响。仿真结果表明：该方法能够有效地抵消前向通道与反馈通道同时存在的大滞后环节对控制系统稳定性的负面影响。     

Fuzzy自整定PID参数的Smith预估主汽温控制系统

针对火电厂锅炉主汽温被控对象的大迟延、模型不确定性，设计了模糊(Fuzzy)自整定PID参数的Smith预估主汽温控制系统。运用MATLAB对系统在多种工况下进行了仿真，结果表明所设计的控制系统在稳定性、快速性、准确性、鲁棒性方面明显优于常规的Smith预估控制系统；由于该控制方案有很强的适应能力，所以适用于缺乏精确数学模型且参数变化的大迟延工业过程。     

工业过程控制算法设计与仿真

传统的Smith预估器在理论上解决了纯滞后系统控制问题,但由于它必须依赖被控对象精确的数学模型,在实际应用中存在局限。要克服Smith算法的局限性,采用一种具有比例、积分和微分神经元的PID神经元网络(PIDNN)与Smith预估器结合的算法,利用Smith对纯滞后系统进行预估补偿以及PID神经元网络的自适应、自学习和在线自调整控制器的参数的功能,解决大纯滞后系统的控制问题。仿真结果表明该Smith-PIDNN算法简单,稳定且收敛速度快,能够很好地改善大纯滞后系统的性能指标。     

基于自适应Smith算法的烧制窑温控策略

陶瓷、页岩砖、硅砖烧制过程中的烧制窑温度控制是过程控制研究主要课题.自适应Smith算法在对强扰动系统、大滞后温度系统的控制上有一定优势.该文提出一种自适应Smith算法,构成一种新的自适应Smith烧制窑温度控制策略.软件仿真及实际应用表明:该自适应Smith算法是一种有效解决温控问题的算法,抗干扰能力强,应用前景广...     

矿仓料位过程控制不稳定性分析及其改造

某烧结厂混合料矿仓料位的过程控制采用Smith预估器纯滞后补偿系统,在系统运行过程中,当矿仓料位发生较大变化时,混合料矿仓出现严重的过程控制不稳定问题。文章分析了混合矿仓料位过程控制滞后的原因,采用反馈改进型Smith预估器纯滞后补偿新方法,以ABB公司的控制器为平台,构建了新的纯滞后补偿控制系统,有效地克服了纯滞后和外因扰动引起的料位波动问题。实际应用表明,该系统具有控制可靠性高、鲁棒性好和抗干扰能力强等优点,解决了烧结厂混合料矿仓料位的过程控制不稳定问题。