多变量解耦自抗扰控制在气体流量装置中的应用

针对气体流量装置实验管路流量、压力耦合系统,通过机理法和阶跃响应法建立了其数学模型,并利用自抗扰解耦控制算法实现其解耦控制,以保证气体流量计性能测试过程的稳定性和控制快速性。对于气体流量装置多变量系统,自抗扰控制算法将耦合以及所有的内部不确定性和外部扰动都归结到总扰动中,通过扩张状态观测器和控制律对总扰动进行估计和补偿,使原系统被解耦成两个单输入单输出的子系统并利用PD控制器完成控制。自抗扰控制算法使系统在实现解耦的同时既减弱算法对于模型的依赖,又提高了系统的鲁棒性。仿真和实验结果表明,与PID控制算法相比,自抗扰控制算法调节时间更快,解耦效果更好,对扰动的抑制效果更优,性能鲁棒性更强。     

一类多变量系统的自抗扰非线性动态解耦控制

针对一类多变量系统控制中的耦合问题,提出了一种基于自抗扰技术的非线性动态解耦控制(ADRC)方法。该方法不依赖于系统的精确数学模型,分别在控制器耦合矩阵部分已知和未知的情形下,在局部静态解耦的基础上,将各子系统的模型摄动、外扰和包括输入变量相互作用在内的动态耦合视为各通道上的扰动总和,通过引入虚拟控制和状态量,设计扩张状态观测器(ESO)估计总扰动并进行反馈补偿,进而再对各解耦子对象分别设计非线性单输入单输出ADRC以保证闭环系统稳定。最后以蒸馏塔模型的过程控制仿真验证了该方法具有良好的动态解耦效果,对模型不确定性和外部扰动具有较好的鲁棒性和适应能力。     

多变量预测控制在乙醛精制装置中的应用

提出了一种乙醛精制装置的多变量预测控制策略。该策略应用自主开发的多变量预测控制软件将该装置两个精馏塔统一考虑实施多变量预测控制,减小了成品塔温度的波动,稳定了最终乙醛产品的质量,并使得其运行于最优的稳态工作点上。     

强制循环蒸发系统线性自抗扰解耦控制的鲁棒设计

针对强制循环蒸发系统液位与出料密度两个回路的非线性耦合问题,提出了一种基于粒子群算法的线性定常自抗扰解耦控制设计。首先通过引入虚拟控制量,将对象解耦配置为两个单输入单输出子系统,并对每个回路设计降维线性扩张状态观测器。随后,对观测器动态线性化得到的近似积分器环节进行比例控制。最后,在可能的大工况内通过粒子群算法优化控制增益耦合矩阵和比例增益。该算法使用观测器估计并补偿动态耦合部分,降低了控制器对数学模型的依赖程度;使用粒子群算法优化定常控制增益矩阵,避免了实时测量出料温度,降低了对传感测量的要求,提高了可靠性并降低了实施难度。数学仿真结果表明该算法能有效地消除液位回路和出料密度回路的耦合作用,在大工况内具有很强的鲁棒性。     

一种综合改进型遗传算法及其在多变量解耦中的应用

针对传统的遗传算法存在的未成熟收敛问题,提出一种综合改进型遗传算法,通过对选择算子、交叉算子、变异算子等方面进行综合设计,能有效改善遗传算法的全局搜索性能.基于该算法提出了一种复杂工业对象多变量系统解耦控制器的设计方法,对实际工业对象的解耦控制器设计结果表明该算法是一种通用高效率的最优化搜索方法.     

自抗扰控制器及其在聚丙烯反应釜过程控制中的应用

介绍一种新型实用控制器--自抗扰控制器及其在聚丙烯反应釜过程控制中的成功应用.自抗扰控制器是一个不依赖于被控对象模型,而依靠过程误差来消除误差的非线性控制器.在聚丙烯反应釜过程控制中升温过程是控制的难点.自抗扰控制器解决了在升温过程中反应釜夹套的加热水和冷却水的自动切换,从而成功地实现了升温过程的自动控制.     

带约束输入的多变量广义预测解耦控制及其在化工过程中的应用

A constrained decoupling （generalized predictive control） GPC algorithm is proposed for MIMO （malti-input multi-output） system. This algorithm takes account of all constraints of inputs and their increments. By solving matrix equations, the multi-step predictive decoupling controllers are realized. This algorithm need not solve Diophantine functions, and weakens the cross-coupling of the variables. At last the simulation results demonstrate the effectiveness of this proposed strategy.     

多变量预测控制在空分装置自动变负荷中的应用

针对空分装置变负荷过程的控制要求,提出一种实现自动变负荷功能的多变量预测控制策略。该策略以模型预测控制技术为核心解决了工艺参数间的强耦合问题,满足了大范围变负荷所引起的过程非线性控制要求,保证空分装置自动变负荷操作的品质与速度。详述了该策略的技术结构、工艺控制方案以及系统实施,实际运行情况表明了该策略的有效性。     

基于滑模的多变量广义预测解耦控制

针对多变量控制系统的耦合问题,将广义预测控制和滑模控制结合起来,提出一种基于滑模的多变量广义预测解耦控制方法.首先把m个输入n个输出的多变量耦合系统分解成m个输入单个输出子系统,再通过对子系统输出预测得到滑模切换函数值,求解开环优化求得控制律,最后通过仿真实验表明,该控制方法对多变量耦合系统的控制是正确有效的.     

基于Matlab/Simulink的气体分离装置多变量预测控制

依据丙烯精馏塔的工艺流程,介绍丙烯精馏塔机理模型和辨识模型的构建方法,并通过系统辨识方法得到了被控对象的多输入多输出模型。介绍预测控制及其算法的基本原理,通过编写基于状态空间模型的单步预测控制算法,对丙烯精馏塔进行多变量预测控制仿真,比较了预测控制算法对可测干扰,不可测干扰的抑制作用。     

非线性多变量系统的多模型广义预测解耦控制

针对实际工业过程中多变量系统存在着非线性、工况范围广、耦合强的特点,提出基于设定值观测器的非线性多模型广义预测解耦控制算法。该方法由线性广义预测控制器、一种新的设定值观测器和切换机构组成。理论分析和仿真结果表明,该控制策略不但可以保证闭环系统B IBO稳定和渐近收敛,而且能够得到很好的控制效果。     

基于定量反馈理论的多变量解耦预测控制及其在CSTR化学过程中的应用

1 INTRODUCTION Many multi-input and multi-output (MIMO) sys- tems worldwide are regarded as linear invariants, but there are still some difficulties in controlling these systems. The challenges arise from the need to achieve both robust stability and control performance when the plants to be controlled are highly uncer- tain[1―3]. Quantitative feedback theory (QFT) is a fre- quency domain design technique[4], which is perhaps the only known method that deals with highly uncer- tain pla…     

线性自抗扰控制器在PCR仪温控系统中的应用

实时荧光聚合酶链反应(PCR)仪在扩增基因检测过程中,外界干扰对反应温度的细微变化容易影响测试结果,针对该要求设计一种线性自抗扰控制器,通过实时估计温度变换中的各种内外扰动,采用特殊的线性反馈机构给予补偿,减少过程中受到扰动的影响。     

多变量预测控制在空分装置自动变负荷中的应用分析

针对空分装置变负荷过程的控制要求,提出一种实现自动变负荷功能的多变量预测控制策略。该策略以模型预测控制技术为核心解决了工艺参数间的强耦合问题,满足了大范围变负荷所引起的过程非线性控制要求,保证空分装置自动变负荷操作的品质与速度。详述了该策略的技术结构、工艺控制方案以及系统实施,实际运行情况表明了该策略的有效性。     

基于递归神经网络的多变量非线性PID解耦控制

A nonlinear proportional-integral-derivative (PID) controller is constructed based on recurrent neural networks. In the control process of nonlinear multivariable systems, several nonlinear PID controllers have been adopted in parallel. Under the decoupling cost function, a decoupling control strategy is proposed. Then the stability condition of the controller is presented based on the Lyapunov theory. Simulation examples are given to show effectiveness of the proposed decoupling control.     

多变量控制方式在液氮洗工艺中的应用

针对液氮洗装置的工艺特点,通过对合成氨装置生产工艺和过程控制以及历史数据的采集分析,对被控变量进行预测控制与精准控制,保证被控变量在最优区间运行,成功将多变量控制方式应用于合成氨装置。不仅解决了装置多变量耦合性问题,也解决了氢氮比控制滞后问题,减小工艺参数波动,提高装置运行的稳定性。     

多变量约束预测控制在常压塔系统中的应用

利用多变量系统能处理变量之间强耦合作用以及预测控制对模型要求不高的特点，将多变量约束预测控制应用于常压塔温度控制系统中，效果较好。     

多变量约束控制在大型FCCU装置中的应用（下）：在线优化控制

“大型催化裂化装置多变量约束控制与优化”是国家“九．五”重点科技攻关项目中的一个课题。介绍了多变量的约束控制软件包的整体框架,并详细阐述多变量约束控制的控制策略和优化功能。     

多变量预测控制在锅炉燃烧系统中的应用

针对锅炉燃烧系统多变量、强耦合、强干扰、大滞后的复杂特性,采用基于状态空间模型的预测控制算法设计多输入多输出预测控制器,以一个控制目标为主,同时协调处理多个控制目标的优化方法,很好地实现了锅炉燃烧控制的三大主要任务,从而为这一复杂系统的过程控制提供了一种新的思路;文中还详细研究了预测控制器关键参数对控制性能的影响规律,据此优选参数,可以获得很好的控制效果.