矿热炉电极调节系统的双闭环自抗扰控制

对矿热炉电极系统提出了一种自抗扰控制策略的控制方法。设计了一种不依赖于对象模型的电极自抗扰控制器,并对其参数进行了整定,自抗扰控制器的扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制。该系统与传统的单闭环恒流控制系统比较,增加了电极位置环。仿真实验表明,该控制系统不仅具有较强的鲁棒性,对内外干扰具有较强的抑制能力,更具有较优的动态性能。     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.      

PID参数模糊自整定控制器在加热炉煤气流量控制中的应用

研究了PID参数模糊自整定控制器在加热炉煤气流量控制系统中的自动调节过程.通过与传统PID比较,结果表明,PID参数模糊自整定控制使流量较快达到稳定.这有利于控制加热炉的生产运行.     

自抗扰控制在推力矢量飞机大迎角机动中的应用

为实现推力矢量飞机的大迎角机动控制,提出一种基于自抗扰控制的三通道解耦控制策略.以第三代战机F16公开数据为基础,添加推力矢量模型,利用双发推力矢量喷管组合偏转产生大迎角机动的期望三轴力矩.在纵向、横向和航向通道分别独立设计自抗扰控制器,将系统中未建模动态、不确定性以及通道间的强耦合视作总扰动进行估计并补偿,并在纵向和航向通道引入角速度阻尼反馈项,使原始飞行器开环动力学闭环近似为一个广义对象,降低了自抗扰控制器的设计阶次.选取眼镜蛇机动和赫伯斯特机动两种典型的过失速机动动作进行控制策略验证,数值仿真结果表明,所设计的三通道独立自抗扰控制器能够消除通道间的强耦合,完成推力矢量飞机的大迎角机动控制.蒙特卡罗仿真测试表明,所提控制策略具有较强的鲁棒性.      

无人直升机自抗扰自适应轨迹跟踪混合控制

为满足无人直升机高精度轨迹跟踪的控制需求,并降低直升机动力学模型误差对飞行控制器飞行控制效果产生的影响,提出自抗扰自适应直升机混合控制.该控制器的内环控制采用模型跟随自适应控制,通过使用动量反向传播算法(MOBP)对该内环控制参数进行实时优化.通过使用自抗扰控制(ADRC)对直升机的水平速度进行控制.仿真结果表明,该混合控制器能够实现直升机对预定轨迹的跟踪.相对PID和级联ADRC控制,该控制器具有更好的抗扰性和鲁棒性.通过在200 kg级的专业植保无人直升机XV-2上搭载所提出的控制器,使其自主飞行轨迹跟踪控制的均方根误差在0.6 m以内.      

基于模糊自整定PID的矿热炉电极控制系统设计

以矿热炉电极控制为研究对象,进行了计算机控制系统的硬件结构设计。针对矿热炉电极控制这个随机干扰十分严重的非线性时变系统,设计了模糊自整定PID控制器,给出了MATLAB仿真框图及阶跃响应的仿真曲线。经过MATLAB仿真表明系统的动、静态性能良好,系统响应快,超调量小,抗干扰能力强,充分说明模糊自整定PID可以对三相矿热炉的电极实现有效的控制。     

热连轧活套系统的自适应自抗扰控制研究

在热连轧活套系统工作点附近建立了活套高度与张力的近似线性化耦合模型。用两个并行自抗扰控制器对活套系统进行解耦与控制,用单神经元方法对自抗扰控制器的重要参数进行在线修正以提高控制器的自适应性。仿真结果显示了本文算法的可行性与有效性。     

基于动态RBF的单神经元PID控制研究

针对工业控制领域中复杂非线性时变系统,提出了基于动态RBF神经网络辨识的单神经元PID控制方法.采用动态RBF神经网络辨识器在线辨识系统模型,获得PID参数的在线调整信息,并由单神经元PlD控制器完成控制器参数的在线自整定,从而实现系统的智能控制.仿真结果表明,与常规RBF神经网络辨识的PID控制方法相比,该方法具有控制精度高、响应速度快的优点,并且具备较强的自适应性和鲁棒性.     

基于LADRC的双机架铝带冷连轧机张力控制研究

针对某公司1 850 mm双机架铝带冷连轧机架间张力控制系统具有参数多变、强干扰等特点以及存在传统PID控制鲁棒性较差的问题,建立速度-张力控制系统数学模型,设计了基于线性自抗扰算法的张力控制器。Matlab仿真结果表明,与传统PID张力系统相比,采用线性自抗扰控制技术的张力闭环系统具有更好的动态性能、抗干扰能力和鲁棒性。     

球磨机制粉系统的线性自抗扰控制

球磨机制粉系统具有大惯性、大时滞和强耦合等特点,很难建立精确的数学模型.本文分析了球磨机制粉系统的动态特性,并为其设计分散线性自抗扰控制方案.该方案综合分散控制和线性自抗扰控制器的优点,结构简单,不依赖于对象精确模型,可以对被控对象中存在的耦合、干扰和不确定性等进行估计并补偿.根据实际现场要求,对球磨机制粉系统进行设定值跟踪实验、输入扰动实验和性能鲁棒性实验,并比较所设计方案与PID方案的控制性能.结果表明,分散线性自抗扰控制具有更强的解耦能力和抗干扰能力,且性能鲁棒性更优.      

确定性多变量自校正控制的稳定性、收敛性和鲁棒性

本文用基于传递函数概念的虚拟等价系统方法统一分析各种类型的多变量确定性自校正控制系统的稳定性、收敛性和鲁棒性,分别针对参数估计收敛到真值、参数估计收敛到非真值以及参数估计不收敛的3种情况给出若干定理、推论和注释.在各个判据的基础上,进一步深化对确定性多变量自校正控制系统的理解.所得结论说明:参数估计的收敛性不是确定性多变量自校正控制系统稳定和收敛的必要条件;系统自身的反馈信息对确定性多变量自校正控制是充分的,即外加激励信号不是必要的.      

轧机液压弯辊系统PID控制参数的遗传优化

液压弯辊装置调控板形的效果,取决于PID控制器三个参数的优劣,然而传统PID参数整定方法存在精度低、调试时间长的问题。以某钢铁公司1220冷轧机液压弯辊系统为仿真对象,利用变交叉概率和变异概率的自适应遗传算法优化PID控制器参数,从而提高液压弯辊PID控制器的控制性能和自适应能力。仿真结果表明采用此方法优化PID参数,系统的抗干扰能力较强,同时提高了系统的响应速度和控制精度。     

含有自校正模型的加权多模型自适应控制

研究了含有大范围参数不确定性离散时间被控对象的加权多模型自适应控制问题(包括模型集构建和加权算法分析).通过构建含有自校正模型和多个固定模型的模型集覆盖并逼近被控对象,在模型输出误差可分的前提下,采用基于模型输出误差性能指标的加权算法,并依据固定模型中是否包含真实被控对象模型的不同情形分析加权算法的收敛性.在权值收敛的前提下,利用虚拟等价系统理论,分析了参数未知线性时不变和参数跳变的情形,在不依赖于特定局部控制算法的基础上,证明了此种模型集构建下的加权多模型自适应控制系统的稳定性和收敛性,放宽了先期加权多模型自适应控制系统稳定性分析中关于模型集构建的约束条件.最终,通过计算机MATLAB仿真,验证了此类加权多模型自适应控制系统的收敛性和闭环稳定性.      

Smith Prediction Monitor AGC System Based on Fuzzy Self-tuning PID Control

 In accordance with the feature of pure delay in monitor AGC system for cold rolling mill, a new fuzzy self-tuning PID Smith prediction controller is developed. The position control model is deduced based on a single stand cold rolling mill, and the fuzzy controller for monitor AGC system is designed. The analysis in dynamic performance between traditional PID Smith prediction controller and fuzzy self-tuning PID Smith prediction controller is done by MATLAB toolbox. The simulation results show that fuzzy self-tuning PID Smith controller has stronger robustness, faster response and higher static accuracy than traditional PID Smith controller.     

基于LQR-QPSO的地下铲运机控制参数优化研究

现代控制理论是实现地下铲运机路径跟踪控制的重要技术之一。目前,控制算法应用的难点在于参数的选取和整定。为解决控制参数整定问题,提出应用量子行为粒子群优化算法（QPSO）对基于线性二次型调节（LQR）的状态反馈控制器进行参数优化,实现对地下铲运机精准、稳定的路径跟踪控制。状态反馈控制器基于铲运机的误差动力学模型得出,优化后的路径跟踪控制最大横向位置偏差低于0.23 m。仿真试验结果表明：相较于标准粒子群优化算法,QPSO算法优化的路径跟踪控制器的最大横向位置偏差减小53.4%,优化效果更好、成功率更高。     

中厚板轧机自动厚度控制系统的鲁棒性研究

中厚板轧机液压厚度控制系统是一个具有抗扰性的控制系统,但系统响应速度过慢,轧机出口有较大厚度偏差。基于传递函数理论,建立了液压AGC系统的动态数学模型,对带有常规PID控制器和模糊自校正PID控制器的厚度控制系统进行了仿真研究。仿真结果表明,模糊自校正PID控制器具有更好的控制效果,系统具有更强的鲁棒性。     

动态矩阵算法在大时滞环节中的应用

介绍一个电阻炉炉温微机控制系统,并采用动态矩阵控制算法设计了预测控制器。由于电阻炉炉温系统是一个纯滞后大惯性环节,其参数整定与常规对象有所不同。通过合适的参数设计,该控制器达到了较好的性能,实际运行结果表明,该控制器具有良好的控制特性。     

模糊控制策略对焊接热模拟温度控制的优化

 基于焊接热模拟温度控制系统具有高响应、纯滞后、试验条件变化时系统参数时变,特别是加热速率高、调整时间短的特点,常规的PID控制很难满足温度控制的精度要求。自主研发了焊接热模拟计算机软件,并采用模糊自适应PID控制策略,应用模糊集合理论,根据不同的偏差和偏差变化率在线自整定参数Kp、Ki、Kd,实现了PID参数的自动调整,精准地完成焊接热模拟试验的温度控制。