解析解耦设计在变风量空调系统中的应用

研究空调优化控制问题,变风量空调(VAV)具有多变量、强耦合和非线性系统.变量之间的耦合会直接影响空调系统的性能指标和稳定性.针对变风量空调系统进行建模,模型为三输入三输出的传递函数矩阵.在内模控制系统结构基础上,运用解耦控制的解析设计方法来设计解耦控制器.解耦设计方法可以达到标称系统变量间完全解耦,并且参数可以在线调整,使输出能够紧密跟随系统的动态变化.仿真结果表明,解耦控制器的设计提高了性能,应用效果较好.     

基于IGA的板形板厚神经网络分散解耦PID控制

针对板带材轧制是一个复杂的非线性过程，板形控制(AFC)和板厚控制(AGC)又是相互耦合的一个综合系统等特点．该文首先采用神经网络分散解耦方法，对此板形板厚多变量耦合系统进行解耦，而后再应用基于免疫遗传算法的PID控制对解耦后的已近似成为两个独立的SISO系统的广义对象进行控制。从而建立了基于免疫遗传算法的板形板厚神经网络分散解耦PID控制系统。仿真结果证明了此AFC—AGC控制系统具有良好的自适应跟随和抗扰性能，其控制效果优于传统的解耦PID控制。     

可控受限多变量耦合系统的智能控制

针对可控受限多变量耦合系统,提出了一种基于对角递归神经网络(DRNN)整定的PID混合解耦控制。采用对角递归神经网络来辨识系统模型,进而对PID控制器参数进行整定,实现多变量解耦控制。通过对多变量耦合控制系统的设计和实时控制,实际控制结果达到了解耦控制的要求,并具有无超调、响应速度快、控制精度高等特点。     

磨煤机制粉系统解耦内模控制器的设计及仿真

本文针对工业过程中常见的多变量时滞耦合输入输出系统,基于内模控制结构提出了一种多变量解耦内模控制设计的方法,该方法设计的内模控制器同时具有解耦器和控制器的作用。其优点是能够实现标称系统输出响应之间的近似或完全解耦,并且改善了系统的大迟延的特性。并与PID对角矩阵解耦设计方法相对比,结果表明：解耦内模控制器设计方法有更好的鲁棒性。     

多变量解耦控制系统设计与仿真

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

多变量解耦控制系统设计与仿真北大核心CSCD

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

基于神经网络与多模型的非线性白适应广义预测解耦控制

针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制方法．该控制方法由线性鲁棒广义预测解耦控制器和神经网络非线性广义预测解耦控制器以及切换机构组成．线性鲁棒广义预测解耦控制器用于保证闭环系统输入输出信号有界,神经网络非线性广义预测解耦控制器能够改善系统性能．切换策略通过对上述两种控制器的切换,保证系统稳定的同时,改善系统性能．同时本文给出了所提自适应解耦控制方法的稳定性和收敛性分析．最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性．     

基于解耦的球磨机系统动态矩阵控制

针对制粉系统球磨机的多变量强耦合特性,提出基于逆向解耦的动态矩阵控制设计方法,先将球磨机系统分解为三个单输入单输出系统,然后利用基于对象阶跃响应的动态矩阵控制算法,对解耦后的广义系统进行了仿真研究.结果表明,逆向解耦能有效地解除变量间的强耦合和大时延问题,并且动态矩阵预测控制算法控制效果明显,优于传统的PID控制,具有实时性强、计算速度快和抗干扰能力好等优点.     

基于最小二乘支持向量机的无轴承同步磁阻电机解耦控制

无轴承同步磁阻电机是一个复杂的多变量、强耦合非线性系统,实现其非线性动态解耦控制是无轴承同步磁阻电机稳定运行的前提.在推导其数学模型的基础上,采用最小二乘支持向量机的方法得到无轴承同步磁阻电机逆模型;根据逆系统基本原理,将复杂的原非线性多变量耦合系统解耦成伪线性系统;根据线性系统理论,设计了闭环控制器,并构建了系统仿真模型.仿真结果表明该方法实现了系统的动态解耦,并且具有良好的动、静态特性.     

一种基于BP神经网络的解耦控制方法及其在微型燃机控制中应用的研究

分析了带回热器的微型燃机运行时各变量之间的耦合关系，针对微型燃机运行时参数多变、过程复杂的特点，提出了应用解耦控制算法控制燃机运行的思想；把BP神经网络应用在解耦控制中，结合传统的PID控制，提出了一种新的置解耦网络于调节器之前的BP神经网络解耦控制算法．仿真及实验结果表明此种控制算法具有良好的控制效果．     

多变量时滞非方系统的分数阶Smith预估控制

针对多变量时滞非方系统,提出一种基于反向解耦的分数阶Smith预估控制方法.首先,将反向解耦方法推广应用于$m\times n$非方系统中,给出非方解耦矩阵的设计方法,同时为了保证解耦矩阵的稳定正则,给出其实现的必要条件以及条件不满足时的补偿方法;然后,针对解耦后的各个单回路系统设计分数阶Smith预估控制器,根据内模控制与Smith预估控制结构上的等价关系简化控制器的设计,克服时滞环节对系统性能的影响,并且基于最大灵敏度推导出一种控制器参数解析整定方法;最后,通过典型的Shell标准控制问题对所提出方法进行验证.仿真结果表明,反向解耦方法设计简单易于实现,能达到系统完全解耦,控制器参数较少,整定方便,并且具有良好的跟踪能力、抗干扰性和鲁棒性.     

一种多变量系统的内模解耦控制设计方法

针对多变量强耦合的被控系统，提出了一种简化的内模解耦控制设计方法。其宗旨是首先根据对象的名义模型，设计常数阵预补偿器，对其进行对角优势化，进而利用补偿后的主对角线元素作为内模控制设计的内部模型，并基于此内部模型设计多通道内模控制器，同时设计了对角形滤波器。对某加热炉温度控制系统的仿真研究结果表明了该方法的有效性，控制系统具有很好的解耦能力和较强的鲁棒性。算法简单，易于实现，具有较好的工程应用价值。     

一类非线性多变量对象的解耦内模控制

针对化工行业中常见的多变量非线性问题,提出了基于全局多模型的解耦内模控制方案。将非线性对象在工作区域的顶点线性化得到线性化模型,内部模型采用其加权形式,再用每个顶点模型求局部解耦控制器,最后加权得到全局控制器。与分散控制方案相对比,只需少数几个局部线性化模型就可设计解耦控制器,计算量小,并且实现了系统的解耦,有更好的实用性。仿真结果证明了该设计方法的可行性及其优点。     

基于互质分解法的内模控制系统的研究

本文针对内模控制在工业领域中应用的局限,结合现代频域理论的知识,提出了基于互质分解法的二自由度内模控制结构。仿真表明,此方法不仅对具有大时滞和非最小相位的对象有较好的控制效果,而且对干扰和模型失配具有较强的鲁棒性。     

基于支持向量机广义逆的直线永磁游标电机内模解耦控制

针对直线永磁游标电机这一多变量、强耦合的非线性系统, 提出一种基于支持向量机广义逆内模控制的方法. 在证明其数学模型存在广义逆的基础上, 通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统, 经复合后得到具有线性关系的伪线性系统, 然后引入内模控制方法设计附加控制器以增强整个系统的鲁棒性. 仿真结果验证了所提出方法具有良好的解耦性能和抗干扰特性.

     

多变量多时滞系统的前馈补偿解耦及IMC-PID控制

多变量系统控制器设计中遇到的主要难题是多时滞和强铰链耦合问题;对于非奇异方阵系统,根据解耦理论通过串级前馈时滞补偿器将原系统解耦为多个单变量小时滞系统,运用模型降阶技术,将解耦后的复杂单变量小时滞系统逼近为FOPDT(一阶环节+延时)形式,采用IMC控制策略实现多个单变量系统单位反馈控制,运用了麦克劳林级数展开式,通过相应项系数的比对得到了传统PID控制器;仿真分析表明了该方法能够有效性地补偿系统时滞,同时现实解耦;解决了多变量多时滞系统控制器设计复杂性的难题,有一定的工程参考价值。     

时滞系统的IMC-IMC串级控制

针对一类含大时滞且对抗扰性有严格要求的系统,结合内模控制(IMC)对大时滞系统的控制优越性和串级控制良好的抗扰性,提出IMC-IMC串级控制方法,将两个IMC结构引入串级控制系统中,主要扰动包含在副回路,两个内模控制器分别调节系统的跟踪和抗扰性能.理论分析和仿真结果表明,该方法对于大时滞系统同时具备良好的跟踪和抗扰性能.     

阳极焙烧温度的建模与多变量解耦控制

阳极焙烧温度系统是一个含有耦合、大时滞、非线性的多变量控制系统。为实现对阳极焙烧温度的精确控制,依据现场采集的大量温度数据,辨识出阳极焙烧炉温度的二阶惯性滞后控制模型。以此模型为初始预测模型,提出阳极焙烧温度的多变量预测函数解耦控制方法,对焙烧温度进行多变量预测函数解耦控制。仿真和应用结果表明,这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID方法,具有很好的控制效果。     

三容液位过程的内模PI控制系统设计

介绍了三容液位过程内模控制系统的设计与实现。系统由三容水箱、智能电动调节阀、远程数据采集模拟量输入/输出模块以及压力变送器等构成。利用实验方法建立了被控过程的数学模型,考虑到系统设计的方便性与稳定性,将三阶过程等效简化为一阶加时滞过程,并依据内模控制原理设计了一种PI控制器,该控制器结构简单,只有一个可调参数。另外,基于MCGS开发了系统监控软件。实验结果表明,内模PI控制器参数在线调整方便,能有效地改善系统动、静态性能,系统监控软件界面友好,操作方便。     

IMC based Controller Design for Automatic Generation Control of Multi Area Power System via Simplified Decoupling

This paper deals with design of integer and non-integer IMC based controllers for automatic generation control of two area power system using the simplified decoupling technique. A two area non-reheated interconnected thermal power system is considered for decentralised controller design. The coupling among areas are the main hurdle encountered in the design of controller. Hence, the idea of simplified decoupling technique is introduced to decouple the two area power system into two equivalent independent SISO systems. Integer and non-integer internal model control (IMC), are independently designed for each area based on decoupled systems. The performance of two area power system equipped with proposed controller is analysed through MATLAB. Simulation results show that proposed controller maintains robust performance and can minimize the load fluctuations. Finally, the method is extended to three area power system.