焦炉集气管压力系统智能控制策略

针对具有工况复杂、多变量耦合等特点的焦炉集气管压力系统,提出了一种专家规则与模糊控制相结合的多级智能控制策略,在回路控制级采用可变调节因子模糊控制算法;解耦级引入了组内和组间解耦规则,在总管控制级采用总管吸力监督控制,实际应用表明,该智能控制系统保证了压力系统调节的协调性,稳定性和快速性,提高了对工况变动和干扰的适应性。     

多变量解耦双自由度PID控制系统设计

为了解决多变量时滞过程解耦器结构复杂且不能解析设计、控制器不易兼顾控制性能和鲁棒性的问题,提出一种新的解耦双自由度PID控制系统设计方法.针对时滞过程改进了Cai所提出的正则化解耦方法:从能量功率谱的角度重新解释并构造结构简单的解耦矩阵;将系统解耦成单回路后,采用双自由度PID结构设计各回路控制器.典型工业过程实例验证了设计的简单性和性能的有效性.采用该方法,解耦传递函数矩阵可以解析求解,双自由度PID控制器能够有效改善各回路高频段的解耦性能,获得良好的设定值跟踪性能和扰动抑制能力,并且可以方便地应用于控制现场.     

对角CARIMA模型多变量广义预测近似解耦控制

针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的耦合性.根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中跟踪误差的加权系数,达到进一步降低各个回路之间耦合的目的.加权系数调整的基本原则是,每个输出跟踪误差的加权系数是由其他输出在同时刻偏离参考轨迹的加权误差平方和构成.当某个输出偏离目标值时,其他输出的跟踪误差权值相对增大,以避免输出之间的相互扰动,达到近似解耦的目的.利用单变量GPC、多变量MGPC、基于设定值观测器解耦的MGPC以及提出的近似解耦方法,分别对温室温度和相对湿度控制系统进行仿真实验.仿真结果显示,近似解耦算法控制平稳,输出变量之间的相互扰动显著降低.     

预期动态法在四水箱液位控制中的应用

针对实际生产中常见的双输入双输出过程,基于单位反馈闭环控制结构,根据前馈补偿的思想设计全解耦控制器矩阵,结合二自由度PID/PI预期动态法（DDE）鲁棒性强的特性,设计PID/PI解耦控制方案。同时,对于实际中常见的加性和乘性不确定性干扰,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,给出了基于谱半径判据的判定方法。本文借助英国Feedback 33-040s Coupled Tanks四水箱实验装置,对四水箱液位实时控制设计PI解耦控制器方案。实验结果表明：该方案能够使系统各路输出响应之间实现有效解耦,可对水箱液位进行有效控制,显著地提高了多变量关联系统的控制性能。     

球磨机制粉系统的多变量解耦PID控制

中储式钢球磨煤机制粉系统具有多变量、强耦合、大惯性等特点,使用常规的PID控制回路进行控制无法取得理想效果。针对这种情况,提出了一种解耦PID控制策略。该方案在PID回路中加入解耦补偿器,以实现对多变量的解耦控制。仿真试验表明,该策略有效地解决了多变量的耦合问题,取得了较好的控制效果。     

基于神经网络的时变大滞后系统的Smith预估控制

针对大滞后不确定系统提出了一种基于人工神经网络的改进型smith预估控制方案，设计了一个基于神经网络的补偿器来克服不确定的大延迟对控制性能的不利影响，解决了传统smith预估控制鲁棒性差及需要预先知道受控对象精确数学模型的问题。数字仿真结果表明，此方案可以在被控对象数学模型未知的情况下对时滞对象进行控制，特别是当时滞对象的特性发生变化时，具有较好的适应性，控制效果远远优于普通Smith预估控制。     

线性多变量解耦系统的稳定性和灵敏度

讨论了线性多变量解耦系统,在有扰动的情况下的稳定性和灵敏度,给出了稳定裕度边界。对定增益状态反馈的一般解耦系统以及避免极——零消去的解耦和引入动态补偿器避免极—零消去的解耦的鲁棒稳定性及灵敏度分别进行了分析。文中得出的某些结论为一类解耦系统的设计和解耦控制的实际应用提供了依据。     

基于神经网络的时变大滞后系统的Smith预估控制

针对大滞后不确定系统提出了一种基于人工神经网络的改进型 smith 预估控制方案,设计了一个基于神经网络的补偿器来克服不确定的大延迟对控制性能的不利影响,解决了传统 Smith 预估控制鲁棒性差及需要预先知道受控对象精确数学模型的问题.数字仿真结果表明,此方案可以在被控对象数学模型未知的情况下对时滞对象进行控制,特别是当时滞对象的特性发生变化时,具有较好的适应性,控制效果远远优于普通 Smith 预估控制.     

基于动态径向基函数神经网络的多变量解耦控制

为提高工业控制领域中多变量、非线性、强耦合系统的解耦能力和动态特性，基于聚类结合算法和神经网络原理，提出了一种改进的基于动态径向基函数（RBF）神经网络的多变量解耦控制方法.采用聚类结合算法优化动态RBF神经网络，更好地描述了控制对象的动态行为，获得了PID参数在线调整信息，实现了多变量非线性系统的解耦控制.仿真结果表明，与基于常规RBF神经网络的PID控制方法相比，该方法具有更高的控制精度、更快的系统响应以及更好的适应性和鲁棒性，是解决多变量、非线性和强耦合问题的一种简便、有效的控制算法.     

球磨机模糊解耦控制系统的一种实现方法

中储式钢球磨煤机制粉系统是一个多变量,大惯性,大迟延,三输入三输出的强耦合系统。针对强耦合多变量特性,依据解耦补偿原理和模糊控制的思想,提出了一种新的解耦方法——利用模糊规则进行补偿解耦。介绍了将解耦补偿器的模型模糊化,由模糊规则实现的解耦算法,并由此设计了新型的磨煤机控制系统。对300 MW机组球磨机制粉系统的仿真结果表明:该方法具有较好的解耦能力,动态和静态特性,从而验证了利用模糊规则实现解耦是有效的。     

一种基于神经元的解耦控制算法研究

针对实际工程中MIMO耦合系统调节困难、控制质量差的现象提出了一种基于神经元的解耦控制算法,并以三输入三输出系统为例,详细分析了神经元解耦的学习方法及其在多变量系统中的工作机理．仿真结果表明该方法有效可行。     

基于逆控制的直线电机驱动磁悬浮平台推力系统

介绍一种新型的磁悬浮平台，由于该直线电机驱动的磁悬浮平台的推力系统是一个多变量、非线性、强耦合的对象.为了达到较好的控制效果，应用逆控制算法，对它进行解耦控制，使其成为无耦合的三个子系统.然后根据线性系统理论进行主通道控制器的设计.同时配以速度前馈控制器来改善动态性能.仿真实验结果表明，这种控制方案达到解耦的效果，有良好的动态、静态特性，满足半导体微细加工、电路板制造、微组装系统、高速贴片等高精度定位的场合.     

300 MW机组磨煤机制粉系统智能控制研究

探讨了一种新型的300MW机组磨煤机制粉系统智能控制方法．该方法特点是在系统偏差大时采用模糊控制方案，偏差小时采用神经元控制方案．现场应用表明此系统可有效解决磨煤机制粉系统的大迟延，强耦合控制问题．     

基于知识的多变量非线性系统变结构解耦控制

提出了一种基于知识的变结构解耦控制策略,并用于多变量非线性系统的控制,避免了传统解耦控制所必须的建模过程,特别是避免了相应的大量复杂的矩阵运算．阐述了其控制知识库中的一些模块,给出了它们的算法要点．提出的策略已成功地用于一个３×３强耦合系统——三绕组加热标准温度源的恒温控制,得到了温度稳定性和温度均匀性都优于１℃的效果,传统方法用于本系统无法达到．     

精馏塔解耦控制的可行性分析

本文用静态解耦的动态分析指出了在精馏塔解耦可行性的讨论中,不可忽视的是用静态解耦在动态过程中所产生的误差;并指出当过程的近似数学模型已得到的情况下,如何判断静态解耦的可行性。这个结论不只限于精馏塔的解耦控制,而且可推广到一般的多变量解耦控制中去。     

基于H_∞控制的多变量系统PID控制器设计

研究了基于环路成形Ｈ∞控制的多变量系统ＰＩＤ控制器设计。为了能方便地在实际工程中实现复杂的控制，提出了采用多变量ＰＩＤ控制器逼近所得高阶控制器的方法，并给出了如何选择影响闭环系统性能的预补偿器方法。这种设计方法的主要特点是，只通过调整反映闭环系统的鲁棒稳定性与时域性能的一个设计参数，便可以得到ＰＩＤ控制器。仿真结果表明，所得的多变量ＰＩＤ控制器具有较好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

一类多输入多输出系统的容错控制设计

通过对多输入多输出（MIMO）多变量反馈控制系统在某环节发生故障或失效时的系统稳定性分析,得出系统稳定性与其回差矩阵有关。提出了针对一类开环传递函数矩阵对象为本质稳定及解耦后仍是本质稳定时系统的冗余设计方法。通过控制律的重构,能有效解决环节发生故障或失效时系统稳定性的问题,达到对复杂控制系统实现容错控制的目的。仿真结果表明该冗余设计方法是可行的。     

基于多变量频率法的发电机励磁和调速联合控制系统

基于多变量频率法中的逆奈奎斯特阵列法 ,通过寻找解耦矩阵 ,使系统得到对角优势解耦 ,然后按单变量系统的设计方法 ,分别对发电机励磁系统和调速系统设计控制器 .通过计算机仿真表明该法是行之有效的 .     

一种故障干扰解耦的航天器主动容错控制方法

为提高航天器系统的可靠性,研究一种干扰影响下的航天器主动容错控制技术.首先,为实现干扰下的故障诊断,减小航天器系统故障检测到故障估计之间的时间延迟,通过将故障扩展为系统状态量,设计未知输入观测器,进行航天器故障检测及估计单元一体化设计.其次,考虑到此方法无法实现对干扰的估计,且仅能解决可导的故障类型,进一步设计新型的自适应滑模未知输入观测器,能够保证对干扰及故障的同时解耦估计,也可以解决更广泛的故障类型.最后,考虑观测器观测过程中的估计误差,设计了多变量终端滑模容错控制器,提高了控制性能.仿真结果表明:所设计的主动容错控制策略能够实现干扰影响下的故障诊断,可以保证航天器控制性能的快速恢复.     

多变量解耦内模控制系统设计与仿真

针对多控制回路相互关联耦合的多变量控制器的设计复杂、参数调节困难、实现难度高、工程实用性差的问题,提出一种多变量解耦内模控制器。该系统采用前置反馈补偿方式解耦,通过两步法设计内模控制器,并将内模控制器和解耦后的被控对象等效变换为只有1个参数可调的PID控制器。实验结果表明,系统解耦效果良好,通过对唯一的参数进行调节,系统表现出良好的动态响应特性,在模型失配和存在干扰的情况下,系统的鲁棒性和抗干扰能力也较好, 具有较高的工程应用价值。