氯乙酸生产结晶过程预热水温度的内模控制及仿真

针对氯乙酸生产结晶过程被控对象大滞后、大惯性的特点,采用先进的内模控制策略对其进行控制.仿真表明,模型参数变化时,在控制系统稳定性、鲁棒性和抗干扰性等综合性能方面,内模控制比PID控制具有明显的优越性.     

内模控制在温度控制传感器系统中的应用

为了适应现实状况对于提高控制效果的要求,对温度控制传感器系统采用了内模控制方法,完成基于内模控制的温度控制系统设计.针对具有大时滞的温度控制对象完成基于内模控制的温度控制系统设计;对相同的大时滞温度控制对象,完成基于PID控制的温度控制系统设计,并在Matlab/Simulink仿真平台上对所设计的温度控制系统进行仿真分析.仿真结果表明了内模控制滤波器的时间常数对系统控制效果的影响规律,其控制效果优越于PID控制.     

非线性动态系统神经模糊建模与内模/PID双重控制系统设计

非线性动态系统的内模控制要求建立精确的对象正模型和逆模型,这对于大多数实际对象是难以做到.提出了基于一类神经模糊模型的非线性动态系统建模方法,并在此基础上研究了基于神经模糊模型的非线性系统的内模控制设计.基于输入输出数据辨识的对象正模型和逆模型存在着模型失配问题,导致神经模糊内模控制范围变窄和控制鲁棒性降低,为了改善系统的性能,提出了神经模糊内模控制与PID控制结合的双重控制策略.对CSTR的反应物浓度控制研究表明,双重控制策略能有效地拓宽系统可控范围,改善系统性能.仿真结果证明该控制策略简单而有效.     

基于灰色预测的自适应内模PID双重控制器设计

针对一类非线性系统,提出一种基于灰色预测的自适应内模PID双重控制方法.把由系统的输入输出数据得到的灰色预测模型作为系统的内部模型,并在基本的内模控制结构上增加PID控制器,加快了跟踪误差收敛速度, 内模控制的性能明显改善.仿真结果表明,该控制方法简单而有效, 内模PID双重控制较单一内模控制具有更好的系统性能.     

基于PLC的内模PID窑炉温度控制系统设计

在工业生产过程当中,PID调节是经典控制理论中最典型的闭环控制方法,但是对于非线性大时滞大惯性的陶瓷窑炉温度控制系统.传统PID控制的效果不佳.本文简单介绍了基于内模控制原理的PID参数整定方法,详细地阐述了基于内模PID的陶瓷窑炉温度控制在西门子PLC S7-200中的算法实现.通过MATLAB软件仿真,将内模PID的陶瓷窑炉温度控制效果与传统PID控制进行比较,论证了其优良特性.     

内模控制在电加热炉温度控制中的应用

针对电加热炉控制对象的纯滞后过程控制问题,本文采用内模控制策略对其进行控制.在系统仿真的基础上,基于PLC编制内模控制程序,并应用于一个含有较大纯滞后的电加热炉温度控制.仿真和应用结果表明,模型参数变化时,此方法充分利用了内模控制的时滞克服能力和鲁棒性强等特点.编程易实现,对控制系统硬件要求较低,控制效果较好,具有较高的应用价值.     

基于IMC的PID控制器的设计实现

内模控制（IMC）是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略。自面世以来,不仅在工业过程控制中获得了成功的应用,而且表现出在控制系统稳定性和鲁棒性理论分析方面的优势,尤其是它仅有一个整定参数,参数调整与系统动态品质和鲁棒性的关系比较明确,采用内模控制原理可以提高PID控制器的设计水平。该文正是从IMC的结构出发,提出了一种简洁的IMC—PID控制器设计思路,并利用MATLAB进行仿真研究。分析发现,该控制器具有常规PID的优点,对于大纯滞后或非线性系统能够很好地工作,可以推广应用于一般工业过程。     

内模PID控制器在电阻加热炉温控系统中的应用

本文介绍了内模控制(IMC)的基本原理及内模PID控制器的设计方法,进而将这种控制方法应用到电阻加热炉温控系统中.内模PID控制器只有一个可调参数,整定方法简单,克服了常规PID参数整定复杂的缺点,易为工程技术人员掌握.MATLAB仿真结果表明内模PID控制系统具有较好的动态性能和较强的鲁棒性,有效提高了系统的控制品质...     

内模控制在高温湿热控制系统中的应用

针对高温湿热试验系统被控对象具有大滞后、大惯性、对象特性随负载变化较大的特点,为提高环境模拟试验中的温湿度控制精度,在经典PID调节的基础上,采用内模控制策略控制温湿度,并对内模控制效果进行了仿真研究.仿真结果与现场运行调试结果均表明,内模控制具有响应速度快、稳态精度高以及无超调等优点.     

二阶时滞工业系统的自调整模糊内模PID控制

基于内模控制理论,针对二阶时滞工业系统,设计了模糊内模PID控制方案.该方案实现简单,且对工况的变化具有优良的适应性.对某典型的时滞工业过程的三种不同工况进行二阶建模与仿真,结果表明,该控制方案,超调小,过渡时间短,动态性能好,控制效果优于内模控制及PID控制.     

一种基于支持向量机的内模控制方法

在基于数据的基础上,采用SVM回归理论建立系统的正向模型和设计逆模控制器.首先简要介绍了SVMR的原理,然后将其应用于内模控制问题,并建立了SVMR模型.其次,在控制过程可逆的条件下设计了SVMR控制器.最后将该控制方法应用于一可逆非线性系统和具未知干扰的温室环境控制问题,仿真结果表明该方法与神经网络IMC相比,具有较简单的模型和较好的控制性能.     

New filters for internal model control design

In this paper we study the design of a new two-degree-of-freedom filter for the internal model control (IMC) method. The new filter alleviates some disadvantages of the standard IMC filter when the IMC method is applied to unstable plants that do not have non-minimum-phase zeros. We show that by employing the new filter, the resulting system has a flatter frequency response, better stability robustness, and little overshoot in the step response. Furthermore, one of its design parameters can be related directly to the closed-loop bandwidth and the other parameter can be used to control the recovery time after an overshoot has occurred in the step response. These features are important in the application of the IMC method to a new approach of adaptive robust control. Examples are given in the paper to illustrate the new filter design.     

基于RBF神经网络的非线性控制系统

针对时滞、非线性多变量耦合系统控制中串级控制存在滞后，并且PI控制参数初始设置困难，很多时候只能手动控制的缺陷，本文采用内模控制方隶．通过RBF神经网络训练获得内部模型，同时利用最小二乘模型降解，简化解耦矩阵的求取，实现了两输入两输出系统的解耦控制。仿真结果表明．该方案可以消除变量间的耦合，并且解决了时滞问题、降低过程超调量，使得控制系统更加平稳，改善了过程控制的品质。同时．当对象特性发生一定改变时．系统具备良好的鲁棒性能。     

Maximum sensitivity based fractional IMC–PID controller design for non-integer order system with time delay

A simple approach with a small number of tuning parameters is a key goal in fractional order controller design. Recently there have been a number of limited attempts to bring about improvements in these areas. In this paper, a new design method for a fractional order PID controller based on internal model control (IMC) is proposed to handle non-integer order systems with time delay. In order to reduce the number of tuning parameters and mitigate the impact of time delay, the fractional order internal model control scheme is used. Considering the robustness of the control system with respect to process variations and model uncertainty, maximum sensitivity is applied to the tuning of the parameters. The resulting controller has the structure of a fractional order PID which is cascaded with a filter. This is named a fractional IMC–PID controller. Numerical results are given to show the efficiency of the proposed controller.     

Tuning algorithms for fractional order internal model controllers for time delay processes

This paper presents two tuning algorithms for fractional-order internal model control (IMC) controllers for time delay processes. The two tuning algorithms are based on two specific closed-loop control configurations: the IMC control structure and the Smith predictor structure. In the latter, the equivalency between IMC and Smith predictor control structures is used to tune a fractional-order IMC controller as the primary controller of the Smith predictor structure. Fractional-order IMC controllers are designed in both cases in order to enhance the closed-loop performance and robustness of classical integer order IMC controllers. The tuning procedures are exemplified for both single-input-single-output as well as multivariable processes, described by first-order and second-order transfer functions with time delays. Different numerical examples are provided, including a general multivariable time delay process. Integer order IMC controllers are designed in each case, as well as fractional-order IMC controllers. The simulation results show that the proposed fractional-order IMC controller ensures an increased robustness to modelling uncertainties. Experimental results are also provided, for the design of a multivariable fractional-order IMC controller in a Smith predictor structure for a quadruple-tank system.     

内模控制研究进展

内模控制由于其本质鲁棒性的优势,被广泛应用于工程实际中.系统地评述了内模控制系统中控制器设计、滤波器改进、两自由度结构、单变量内模控制、多变量解耦内模控制等问题此外,内模控制与其他先进控制策略的结合是提升内模控制效果的重要途径,详细介绍了内模控制与预测控制、神经网络、模糊控制、自适应控制、最优控制等先进控制策略的结合,...     

Fuzzy IMC-PID控制器的设计及仿真研究

从IMC结构出发,提出了一种基于fuzzy、PID控制的Fuzzy IMC-PID控制器,对工业过程中时滞系统纯滞后环节一阶Pade近似后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再依据合适的模糊控制规则,对其进行在线二次自整定。借助MATLAB工具箱进行仿真,结果表明,该控制器具有内模、模糊、PID控制器的优点,超调小、调节性能好、鲁棒性强。对于大纯滞后或非线性系统能够较好地工作,可以推广应用于一般工业过程控制中。     

内模控制研究的新发展

概述了内模控制(IMC)的研究现状和新发展,详细论述了内模控制特别是非线性系统内模控制研究中的主要方面及其研究成果.首先介绍了内模控制中的各种建模方法,指出它们各自的优缺点,并根据内模控制的发展趋势着重分析了内模控制器的设计及其改进结构,内模控制与其他控制方法的结合方式等几个关键性问题.最后指出了内模控制研究中存在的一些混淆,并探讨了这一研究领域的发展方向.     

IMC-based iterative learning control for batch processes with uncertain time delay

Based on the internal model control (IMC) structure, an iterative learning control (ILC) scheme is proposed for batch processes with model uncertainties including time delay mismatch. An important merit is that the IMC design for the initial run of the proposed control scheme is independent of the subsequent ILC for realization of perfect tracking. Sufficient conditions to guarantee the convergence of ILC are derived. To facilitate the controller design, a unified controller form is proposed for implementation of both IMC and ILC in the proposed control scheme. Robust tuning constraints of the unified controller are derived in terms of the process uncertainties described in a multiplicative form. To deal with process uncertainties, the unified controller can be monotonically tuned to meet the compromise between tracking performance and control system robust stability. Illustrative examples from the recent literature are performed to demonstrate the effectiveness and merits of the proposed control scheme.