自衡和非自衡时滞对象

在频域最优控制理论的基础上针对具有时滞的自衡对象和非自衡对象讨论两个问题1.在严格处理时滞的前提下如何通过解析的方法设计Smith预估器.2.如何衡量系统的鲁棒性程度和如何方便地整定系统的鲁棒性.     

一类非自衡对象的PID控制

本文讨论非自衡对象PID控制器设计问题.首先在鲁棒控制理论的基础上定义了最优性能指标,然后针对控制系统性能传递函数的特点发展了两种设计方法,通过引入2型滤波器使系统满足了渐近跟踪的要求,并解析地得到了PID控制器.控制器的特点是标称性能可以定量地估计,鲁棒性可以方便地调节.     

一类非自衡对象的改进动态矩阵控制

针对DMC算法无法直接对非自衡对象进行控制的特点，推导出了一种基于非自衡对象阶跃响应的改进动态矩阵控制算法。该算法对DMC预测模型的误差，采用实际输出的变化趋势校正。仿真结果表明，所提出的算法对于设定值有良好的跟踪特性，具有很强的抗干扰能力和快速调节性能，验证了本文方法对非自衡对象控制的有效性。     

自衡和非自衡时滞对象Smith预估器解析设计

在频域最优控制理论的基础上针对具有时滞的自衡对象和非自衡对象讨论两个问题:1.在严格处理时滞的前提下如何通过解析的方法设计Smith预估器.2.如何衡量系统的鲁棒性程度和如何方便地整定系统的鲁棒性.     

一类非自衡对象的二自由度PID控制

针对一类典型的非自衡过程控制对象，根据内模控制理论提出一种二自由度PID调节器的设计方法，所设计的调节器仅有两个可调参数，而且被调参数与系统的性能直接相关，可使系统同时具有良好的目标值跟随特性和干扰抑制特性，仿真结果表明了它的有效性。     

基于阶跃响应的非自衡对象预测控制

针对现有非自衡对象DMC算法预测模型不易建立的局限性,提出一种基于非自衡对象阶跃响应的DMC算法。分析与仿真结果表明,该算法对于设定值变化和输入扰动均无控制余差,且预测模型易于建立。     

一类不确定时滞系统的最优控制

对控制能量存在约束条件下一类不确定时滞系统的最优控制问题进行了研究．首先基于一类随机模型误差的描述．定义了一个平均意义上的包含跟踪误差和控制能量在内的性能指标;然后通过谱分解极小化该性能指标,为一类不确定时滞系统导出了一种最优的控制器设计方法,可以兼顾模型不确定性和控制能量约束。仿真研究进一步说明了所提出方法的有效性．     

非自衡时滞对象的改进内模控制

针对化工生产中常见的具有积分和时滞特性的过程对象，采用一种改进的两自由度内模控制方案．其中一个新增的控制器用于设定值跟踪响应的期望极点配置，利用直接合成法设计设定值跟踪控制器；另一个新增的控制器用于稳定对象和抑制扰动，并采用期望闭环余灵敏度法确定控制器．设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过性能参数独立调节，并保证系统具有较好的鲁棒稳定性．最后，通过仿真实例验证了控制方案的有效性．     

非自衡系统的动态矩阵控制

针对非自衡对象,提出了一种简便的改进ＤＭＣ算法,它克服了现有算法中不能消除输入阶跃扰动所引起的控制余差的局限性。     

无自衡对象闭环测试的计算方法

本文提出一种闭环测试无自衡对象闭环测试的计算方法，是文献〔１〕和〔３〕所做工作的深化，所得结果可用于离线参数测试和调节器参数自整定。     

控制能量约束时不稳定过程最优控制与仿真

在最优控制问题的研究中,工业过程控制领域中不稳定系统的控制难度比较大,且在许多控制系统设计中控制能量可能成为重要的性能指标。对控制能量存在约束时不稳定过程的最优控制问题进行了研究与仿真,优化问题的难点在于性能指标的表示与最小化。首先基于不稳定过程的互质分解,由敏感度函数和控制敏感度函数定义了一个包含跟踪误差和控制能量在内的性能指标,采用谱分解最小化该性能指标,从而为不稳定系统导出了一种最优的控制器设计方法,可使系统获得最优的控制性能。仿真结果进一步说明了方法的有效性。     

控制能量约束条件下时滞系统最优控制与仿真

文中对时滞系统在控制能量存在约束时的最优控制问题进行了探讨.由控制器Youla参数化得到控制系统的敏感度函数和控制敏感度函数用来表示一个包含跟踪误差和控制能量在内的积分平方性能指标,针对不同类型的时滞过程运用谱分解的方法最小化该性能指标,从而导出相应控制器的设计方法,可使系统在控制能量约束条件下具有最优的控制性能.仿真研究进一步说明了所给设计方法的有效性.     

一类不稳定时滞过程的最优控制

本文对控制能量存在约束条件下一类不稳定时滞过程的最优控制问题进行了探讨. 首先基于不稳定过程的互质分解, 由敏感度函数和控制敏感度函数定义了一个包含跟踪误差和控制能量在内的性能指标, 然后应用谱分解最小化该性能指标, 从而为一类不稳定时滞过程导出了一种最优的控制器设计方法, 可使系统在控制能量存在约束时获得最优的控制性能. 仿真研究进一步说明了该方法的有效性.     

Optimal control problems with multiple characteristic time points in the objective and constraints

In this paper, we develop a computational method for a class of optimal control problems where the objective and constraint functionals depend on two or more discrete time points. These time points can be either fixed or variable. Using the control parametrization technique and a time scaling transformation, this type of optimal control problem is approximated by a sequence of approximate optimal parameter selection problems. Each of these approximate problems can be viewed as a finite dimensional optimization problem. New gradient formulae for the cost and constraint functions are derived. With these gradient formulae, standard gradient-based optimization methods can be applied to solve each approximate optimal parameter selection problem. For illustration, two numerical examples are solved.     

Optimal control strategy of working condition transition for copper flash smelting process

Because there are large state fluctuation of working conditions, excessive energy consumption caused by manual operation in the dynamic transient procedure for copper flash smelting process. Working conditions of copper flash smelting process must be adjusted to the complex and variable copper concentrate feeding to satisfy the smelting performance. Optimal control strategy based adjustment cost for copper flash smelting working condition transition is proposed, which can achieve the expected working condition by following the optimal working condition transition path. The Cauchy–Schwarz inequality-based two-level matching method is developed to set the expected working condition. Then with minimizing adjustment cost and restricting operation domain to optimize smelting performance indicators, the optimal control problem of working condition transition is converted into a multi-constraints optimization problem with two fixed ends. A Legendre pseudospectral-based optimization method is also presented to obtain the path of optimal working condition transition. The simulation results of actual production data collected are given to verify the effectiveness and feasibility of the proposed strategy.     

Global satisfactory control for nonlinear integrator processes with long delay

Integrator processes with long delay are difficult to control. Nonlinear characteristics of actuators make the control problem more challenging. A technique is proposed in this paper for global satisfactory control (GSC) of such processes with relay-type nonlinearity. An oscillatory control signal is injected into the nonlinear process; the amplitude and frequency of the oscillatory signal are designed to linearise the nonlinear process in the sense of harmonic analysis; and a state feedback controller is configured to implement GSC over the linearised process. An illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

Global satisfactory control for nonlinear integrator processes with long delay

Integrator processes with long delay are difficult to control. Nonlinear characteristics of actuators make the control problem more challenging. A technique is proposed in this paper for global satisfactory control （GSC） of such processes with relay-type nonlinearity. An oscillatory control signal is injected into the nonlinear process; the amplitude and frequency of the oscillatory signal are designed to linearise the nonlinear process in the sense of harmonic analysis; and a state feedback controller is configured to implement GSC over the linearised process. An illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of