一阶时滞过程PID控制器优化准则

对单回路控制系统,期望得到控制器的统一优化准则.以误差积分性能指标描述系统时间响应,以环路函数的频域约束表示系统稳定裕度,从而建立一种综合的鲁棒性能(RP)指标,即系统的稳定裕度和积分性能的指数加权指标.针对比例积分微分( PID)控制器串联一阶时滞过程(FOPDT)的系统,通过计算机数值运算,选择出RP的合理加权因子范围为1～2.以加权因子取1.5的RP作为控制器优化准则,对时滞比从0到∞的FOPDT过程获得了最优PID控制.仿真表明,该法对鲁棒性和积分性能的折中是合适的,对一般工业过程的控制器参数优化有较大的借鉴意义.     

灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器

针对一阶延时(FOPDT)模型,考虑到阶跃负载的干扰,以最小化时间乘绝对误差积分或最大积分增益为目标,利用数值优化运算获取比例积分控制器参数.在过程惯性时间与时滞时间之比的大范围内,通过寻优数值拟合出控制器参数调整公式.最后,用双通道继电器闭环测试获取过程信息,建立近似的一阶延时模型来自动整定控制器参数.仿真结果证明了此方法的有效性.     

一种简单的低阶时滞过程PID参数优化方法

对于低阶时滞过程,提出一种鲁棒性和积分性能较为折中的优化准则,通过全空间搜索法获得PID参数设计.该方法首先将PID参数转化为关于极点a、频率ω(一阶)或阻尼比ξ、频率ω(二阶)的二元函数,然后将偏差积分性能指标和鲁棒性指标加权后的乘积构建为综合指标,并设定合适的鲁棒性指标加权系数.最后,利用二重循环搜索最优指标下的自变量,根据函数关系得到PID参数.仿真表明,该方法原理简单,且系统积分性能和鲁棒性更为折中.     

执行器饱和下的最优IMC-PI控制器设计

为了准确评价系统在出现执行器饱和时的跟踪性能,本文研究了饱和条件下基于内模法(Internal Model Control, IMC)的最优PI控制器的设计问题。 当被控对象可近似为一阶带滞后(First Order Plus Dead Time, FOPDT)模型,并选取绝对误差积分(Integral Absolute Error, IAE)为控制器性能指标时, 给出了IAE指标与控制器参数的关系。通过分析闭环传递函数的时域特性,建立控制器输出最大值与控制器参数的解析关系,提出饱和情形下最优IMC-PI控制器的参数的选取方法,并将结果应用于对已有控制器的性能评价。     

一种具有PI结构的时滞系统APFC控制

提出了一种具有PI结构的时滞系统自适应预测函数控制（APFC）,该算法通过在性能指标函数中引入预测输出误差和预测输出增量误差,使最终形成的控制器具有比例-积分（PI）结构。结合了预测控制具有较好的处理时滞、快速跟踪和PID调节器抗干扰性强、鲁棒性强的优点,并且模型参数是通过带遗忘因子的递推最小二乘算法在线辨识得到。在具有时滞的工业过程数学模型上进行仿真研究,结果表明,该算法具有较好的跟踪效果、抗干扰能力和鲁棒性。     

一阶参数不确定滞后过程的鲁棒PID控制器设计

提出一种针对一阶参数不确定滞后过程的鲁棒PI／PID控制器优化设计方法。首先基于D-分割法技术,给出确定一阶参数不确定滞后过程的整个PI／PID控制器的可行鲁棒稳定域算法;在定义一个与控制器给定点跟踪性能、鲁棒性能和抗扰动性能相关的目标函数的基础上,给出PI／PID控制器设计的约束优化问题;最后应用一种启发式粒子群优化（PSO）算法对该约束问题进行求解。仿真结果表明,所提出的方法可得到更小的调节时间、更小的超调、较强鲁棒性和更好的抗扰动性能,表明了所提出的方法的有效性。     

计及时滞的互联电网负荷频率控制最优分数阶PID控制器设计

分数阶PID控制器相比于传统整数阶PID控制器,具有控制性能好、鲁棒性强等诸多优势,可应用于电网的负荷频率控制(load frequency control,LFC)中.针对网络化时滞互联电网的LFC问题,提出了一种基于计算智能的分数阶PID控制器参数优化整定方案.该方案选择时滞LFC系统时域输出响应构建优化目标函数,采用最近提出的灰狼优化算法获得最优的分数阶PID控制器参数,所设计的控制器能确保一定时滞区间内LFC系统的稳定性.仿真算例表明,所设计的LFC最优分数阶PID控制器比传统整数阶PID控制器的控制性能更优,时滞鲁棒性更强.     

积分时滞对象的PID控制器设计

针对工业过程中常见的积分时滞对象,基于内模控制结构的设计原理,提出了一种PID控制器的解析设计方法。该方法通过引入闭环系统设定点低通滤波器来减少超调,从而达到二自由度控制;系统性能可通过单参数加以调节和优化。同时分析了系统的标称性能和鲁棒稳定性。最后通过仿真实例验证了控制方案的有效性。     

大时滞工业过程的双控制器结构

提出一种简单实用的双控制器方案,用于大时滞工业过程控制.该方案含两个独立 的控制器,即跟踪控制器和扰动控制器,使设定值响应得以与扰动响应分离,从而可同时获得 良好的设定值跟踪性能和抗干扰能力.双控制器系统含过程模型,但对过程模型不敏感,因而 鲁棒性好.文中将两个控制器设计为比例加积分(PI)类型,给出了具体的参数整定方法.     

基于一阶时滞系统的Smith预估器控制研究

针对PID控制算法不能适用于大时滞系统,本文以一阶时滞系统（FOPDT）为控制对象,提出了基于Smith预估器的控制方案,当系统模型不精确或有扰动时,通过添加滤波器增强系统的鲁棒性和抗干扰能力。仿真结果表明：该方法可有效消除时滞对系统动态性能的影响,加快时滞系统的调节过程,减小超调量,提高系统的稳定性和抗干扰能力。     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

煤矿多功能物联网读写器的设计

介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.     

Determination of the possible duration of performance of a set of tasks

Cybernetics and Systems Analysis -