和钢20T电弧炉过程控制滞后分析及处理

文章针对电弧炉扩容升级出现的过程控制滞后失调问题,进行了系统分析,找出了系统近似数学模型,以可编程调节器(XMPA7000)为控制平台,应用Smith预估补偿方法对控制系统进行了纯滞后处理,结果系统稳定性不够理想;又对Smith预估补偿结构进行改进,采用自适应纯滞后补偿控制方法,系统可以适应被控对象的变化,自动调节PID增益,得到了较高的控制品质,较好的解决了和钢公司20T电弧炉升级过程中控制滞后问题;不难看出,Smith预估补偿方法对被控对象数学模型精度要求很高,当被控对象数学模型发生更变化时,会导致系统不稳定;采用自适应纯滞后补偿控制方法可以很好的解决这一问题。     

一种基于单神经元Smith预测控制的中央空调系统优化控制方法研究

对于中央空调系统,Smith预估器可以较好地解决PID控制器带有纯滞后系统的控制问题。当纯滞后较大时,用Smith难以获得满意的控制效果,本文采取对被控对象的纯滞后作用进行补偿的方法,提出将单神经元与Smith预估器组合在一起的复合控制方案,在本方案中,利用了Smith能够应对纯滞后的特性及单神经元自学习、自组织的能力,不需要对被控对象进行精确的辨识,就能够实现对大纯滞后系统的自适应控制。     

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.     

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Smith预估补偿的聚丙烯反应器自适应控制系统研究

针对含有时滞的聚丙烯多区循环反应器温度串级控制系统为复杂的高阶系统，被控对象的滞后时间较大，且受到反应器内部放热、入口循环气温度、夹套水流量等干扰的影响，系统过程控制较为困难。通过以一阶惯性环节加纯滞后来逼近高阶系统，应用模型参考自适应控制算法，使自适应机构能够在线的整定反应器串级控制副回路的Smith预估器，使副回路Smith预估器的动态特性与副被控对象的动态特性接近一致；同时，根据期望的性能指标，在串级控制主回路设置一个参考模型，再次应用自适应算法，使得主回路被控对象的输出尽可能跟踪参考模型的输出。仿真结果表明，该控制系统对于具有时滞的聚丙烯反应器温度控制是有效的。     

时滞系统的LM-Smith神经网络控制器

针对Smith控制对时滞系统抗干扰性差的弱点,提出了一种基于神经网络辨识的LM-Smith控制器。该控制器在经典Smith控制中引入神经元模型,实时辨识时变被控对象,使预估模型能准确跟踪被控对象,实现对时滞环节的完全补偿。仿真结果表明该方法构造简单、准确性好、鲁棒性较强,改善了经典Smith控制的控制效果。     

Smith预估控制的工程实现

Smith预估控制也叫纯滞后补偿控制。本文介绍了Smith预估控制的应用领域和应用对象,叙述了Smith预估控制在工程上如何实现及其基本原理,以及北京和利时集团的DCS系统关于Smith预估控制的工程实现方法和各种扰动试验的结果。     

倒数模型在纯滞后控制系统中的应用探讨

以纯滞后控制系统为研究对象,为解决具有纯滞后特性被控对象受控难的问题,设计了一种倒数模型。引入闭环负反馈环节,确保可能含有非最小相位环节的倒数模型的稳定运行。采用积分环节实现对被控对象的预补偿,改善被控对象控制品质。利用Simulink仿真软件,对各个环节进行验证,确保模型的准确性。仿真结果表明,倒数模型的控制效果优于史密斯预估模型。倒数模型适用于具有纯滞后特性的被控对象,且其应用时不需要获得被控对象的数学模型。倒数模型具有结构简单、参数设定方便、利于工程现场推广等优点。     

纯滞后过程的预估补偿控制

根据施密斯（Ｓｍｉｔｈ）预估器原理，提出一种被控对象数学模型未知的控制系统的实现方法，克服了被控对象数学模型不准确使控制性能变坏的弊病。同时，针对被控对象为一阶惯性、纯滞后环节时的控制，根据一系列被测参数值扒出它的预估值方法，预估过程与对象的时间常数、放大系统无关。实际运行取得了良好的控制效果。     

模糊自适应Smith预估控制及其应用

为了改善具有时变及大纯滞后系统的控制品质,本文提出了一种模糊自适应Smith预估控制方法,此方法将模糊控制、自适应及Smith预估控制之长处综合在一起,在一定程度上弥补了上述三者各自的不足,通过仿真和在窑温控制中实时运行,取得了满意的效果。     

基于灰色线性回归模型的预测控制

针对大滞后线性时不变控制系统,将Smith预估控制方法和灰色线性回归预测方法相结合,提出一种改进型预测控制方法.该方法设计一种灰色线性回归预测器,将其置于反馈回路,预测下一时刻的输出值,达到超前控制的效果.同时根据预测精度来选择控制方案,达到精度要求时,在Smith预估控制中加入灰色线性回归预测控制器,否则就只采用Smith预估控制.仿真结果表明该方法有效地克服了大滞后对控制系统性能的影响,提高了控制精度.     

带材板形的一种复合控制方法

针对ＵＣ轧机提出了一种新的全局板形控制方法,即前馈串级复合控制方法,其中前馈控制有效地消除全局板形控制系统的耦合影响,而串级控制改善了控制系统的性能,在串级控制系统中,内环采用自校正控制,而外环采用带有Ｓｍｉｔｈ预估的ＰＩＤ控制广阔壕些措施提高了控制系统的抗干扰性能,并且克服了时滞对系统性能的影响。     

基于小波ARMA延迟预测的Internet远程控制

针对Internet网络控制中延迟变化所引起的系统不稳定问题,该文提出了一种基于小波ARMA多尺度预测的延迟时间预测方法,并将其与Smith预估器结合应用于Internet网络控制中,解决了在随机时变的数据包传输延迟情况下Internet网络控制系统的有效控制问题。以直流电机为例验证了预测算法的可行性和有效性。     

非线性-时延系统控制律研究及可视化仿真

三容水箱是较为典型的非线性、时延对象,它不仅提供了面向教学的常用控制算法验证实验,也为先进控制理论的研究与实现提供了方便的实验环境.论文根据已有的三容水箱数学模型,研究了经典PID控制推荐参数的得出,史密斯预估和模糊控制对大惯性、大迟滞系统的补偿,并利用MATLAB对于PID控制,史密斯预估以及模糊控制进行仿真.通过对仿真结果的分析,本文发现对于非线性、大惯性、大延迟的系统史密斯预估和模糊控制的效果要比PID控制更好,同时史密斯预估的控制效果要好于模糊控制.最后利用MATLAB GUI设计可视化界面显示上三种仿真结果,同时GUI能实现输出动态响应曲线和显示相应水箱液位控制实时动画,以及绘制根轨迹和伯德图等功能.     

史密斯模糊整定PID控制器的设计及仿真

对传统的史密斯预估器进行改良.针对传统的史密斯控制系统过分依赖被控对象的精确数学模型、以及当预估器与实际对象有差异时控制效果不佳的缺点,提出了史密斯纯滞后补偿和模糊整定PID参数原理相结合的集成控制算法,该算法将该模糊自适应整定PID控制器引入史密斯控制系统中,用模糊控制器取代原系统的控制器;并将该方法用于激光晶体生长系统的直径调节器中,结果表明,该系统同时兼顾了史密斯控制和模糊控制的优点,对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用.     

模糊自适应Smith预估器在温室控制中的应用研究

该文以蒸汽管道为对象,采用机理分析法对温室加温时的温度对象进行分析,得到室内温度模型和蒸汽管道模型。采用模糊控制技术,组成温室温度的模糊控制系统。针对温室系统大延时滞后的特点,采用自适应Sm ith预估器对温室模糊控制系统进行补偿,组成模糊自适应Sm ith预估控制系统。运用MATLAB软件的S imu link建立温室控制系统的仿真模型,并分别用常规模糊控制技术和模糊自适应Sm ith预估控制技术对温室加温进行仿真试验,仿真结果表明在温室加温的模糊控制系统中增加自适应Sm ith预估器后,系统具有更强的适应能力,系统的动态特性都有了较大的改善。     

基于两级Smith预估补偿的加热炉温度串级控制

对于具有纯滞后的温度串级控制系统,提出了主副回路基于两级Smith预估补偿的串级控制结构;通过内模-PID整定方法设计了两级Smith预估装置进行补偿控制,仿真证明了方法的有效性。仿真结果表明,该方法能够有效消除纯滞后环节的影响,得到良好的系统鲁棒性和动态控制性能,解决了汽油加氢反应进料加热炉温度串级控制系统中加热炉出口温度的时变性及滞后性等控制难点。     

史密斯模糊集成控制系统的设计方法

将史密斯预估补偿方法与模糊控制方法相结合,构成一类史密斯模糊集成控制系统,用以解决工业过程中常见的纯滞后问题。仿真结果表明该方法对于纯滞后系统具有良好的控制品质,并且对系统内部参数的变化具有较强的适应能力。     

改进Smith预估控制系统用于甲醛生产控制

针对甲醛生产过程中氧醇比控制中大滞后延迟的难点,设计了改进的史密斯预估控制系统,并实现了对该系统的计算机仿真.通过调节热水阀门控制氧醇比不能彻底解决系统的大滞后问题,因此在调节器的设计上采用了史密斯预估控制算法,对系统的大滞后进行了补偿.同时又设计了模糊自校正控制,进一步提高控制系统的控制品质.