一阶纯滞后系统的H∞PI控制器研究

研究了一阶纯滞后系统的PID控制问题，利用n阶pade近似来逼近纯滞后，给出了一种基于H∞性能指标的PI控制器设计方法．实例说明算法的有效性。     

一种新的参数在线自调整模糊控制器

在分析了模糊控制器的量化因子和比例因子对系统动态性能影响基础上,在增量型二维模糊控制器中,基于T—S模糊模型设计了在线调整量化因子和比例因子模糊器,实现了一种新的模糊控制器参数在线自调整的方法．对大纯滞后对象的仿真表明,系统的动态性能获得了明显改善。     

时滞工业对象的一种建模及控制方法

采用只有纯滞后的一阶惯性环节作为时滞工业对象的模型,给出了一种时滞工业对象的内模控制方案。根据对象的阶跃响应曲线,采用最小二乘法,准确获得对象模型的参数：比例增益、惯性时间常数和纯滞后时间。详细阐述了模刑的求取方法并对控制方案进行了仿真研究。仿真结果表明了这种控制方法的有效性。     

聚合反应釜自调整模糊PID控制器的设计及仿真

针对聚合反应釜温度控制系统的数学模型具有非线性、大惯性、纯滞后以及时变等特点,将模糊控制算法与PID控制算法相结合,设计了一种自调整模糊PID控制器,能够实现在线自调整PID参数。仿真研究表明,该控制器具有使系统超调量小、调整时间短、鲁棒性好且算法简单等优点,是一种提高聚合反应釜温度控制效果的有效方法。     

基于PIC单片机的渗碳炉模糊PID温度控制系统

由于渗碳炉温度控制系统具有大惯性、纯滞后和时变性大等特点,采用常规的PID控制器存在着控制精度低,超调量大等缺点.设计了一种基于PIC单片机的模糊PID控制器,应用于渗碳炉温度控制系统中.通过模糊推理求解PID参数的变化量,对PID参数进行自动整定,从而使控制器具备更强的自适应能力,最后采用M atlab软件进行了仿真.仿真结果表明,该系统既可保持PID控制器良好的稳态响应特性,又具有模糊控制灵活和响应快的优点,使系统能有效抑止纯滞后的影响,并具有较高的控制精度和较好的鲁棒性.     

基于ITAE标准函数的纯滞后系统控制

针对纯滞后控制对象,提出了一种基于ITAE标准优化函数的控制器设计方法,将控制器和对象构成的闭环传递函数等效为具有ITAE控制指标的ITAE最佳传递函数,从而求解出控制器参数.对于纯滞后对象,利用一阶Pade近似式来近似纯滞后环节,给出了改进后的系统模型,利用ITAE控制器在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明:所提出的设计算法简便实用,避免了复杂的参数在线调整过程,在系统模型发生摄动的情况下,均有着较传统PID控制更好的稳定性和鲁棒性,显示了这一设计方法较好的应用前景.     

火电厂主汽压力的IMC-PI控制系统设计

针对电厂主汽压被控对象的大惯性、大滞后特点,采用炉膛辐射能作为中间被调量,构成了一种内模－比例积分串级控制系统。内回路采用比例积分控制,以快速消除燃料量引起的扰动;外回路采用内模控制,以有效地补偿对象的大滞后特性。采用具有纯滞后的一阶惯性环节作为广义被控对象的内部模型,给出了广义被控对象模型的建立方法及控制系统的设计步骤。对控制系统进行仿真试验,试验结果表明,所提出的控制方案有很好的克服扰动和给定值响应能力。     

一种基于单神经元的模糊自整定PID控制器

为解决普通的PID控制器设计对系统模型有一定依赖性问题,本文将单神经元网络和模糊逻辑相结合,提出了一种基于单神经元的模糊自整定PID控制器。单神经元控制部分本身还是一个PID控制器,但由于权值可以在线调整,具有较强的自学习和自适应能力,而通过模糊控制器对输出整定,可加速控制过程。将该控制器应用于船舶运动控制仿真中,仿真结果表明,单神经元模糊自整定PID控制器能使船舶更快地达到设定航向,且航向曲线和打舵更加平稳,可明显改善对大纯滞后、大惯性系统的控制效果,在工业控制中有广泛的应用前景。     

基于ARM的嵌入式自适应温度控制系统设计

针对传统电阻炉温控系统受时滞长、惯性大和非线性等因素影响而普遍存在超调量大和调节时间长等问题,设计了一种基于ARM的嵌入式自适应温度控制系统.采用基于神经网络的PID自适应控制器对温度进行准确控制,提出了模糊Smith预估补偿控制方法来消除纯滞后系统的超调并提高稳定性,并将该方法与传统PID和模糊PID的控制方法进行了比较.结果表明,该系统能够实现电阻炉温度的快速和准确控制.相对于其他两种方法,该方法在系统超调和调节时间方面有极大提高,增强了系统的鲁棒性,具有较好的工程应用前景.     

基于ARM的嵌入式自适应温度控制系统设计

针对传统电阻炉温控系统受时滞长、惯性大和非线性等因素影响而普遍存在超调量大和调节时间长等问题,设计了一种基于ARM的嵌入式自适应温度控制系统.采用基于神经网络的PID自适应控制器对温度进行准确控制,提出了模糊Smith预估补偿控制方法来消除纯滞后系统的超调并提高稳定性,并将该方法与传统PID和模糊PID的控制方法进行了比较.结果表明,该系统能够实现电阻炉温度的快速和准确控制.相对于其他两种方法,该方法在系统超调和调节时间方面有极大提高,增强了系统的鲁棒性,具有较好的工程应用前景.     

滑模变结构控制在时滞系统中的应用

目的研究一类线性不确定时滞系统控制器的设计问题,改善时滞系统的控制效果.方法采用滑模变结构控制策略,先用线性变换将原来的时滞系统变成一个无时滞的系统,再利用最优控制理论设计滑动平面并选择适当的滑模变结构控制规律,保证系统状态在有限的时间内到达滑动面.结果滑模变结构控制比PID控制超调量小10%,调节时间短5%,有效地抑制了系统控制器输出的抖动问题.结论滑模变结构控制方法具有更优的动态特性及鲁棒性,有效地提高了时滞系统的控制效果.     

模糊Smith串级复合控制系统仿真研究

针对控制对象存在大惯性、纯迟延和参数时变的情况,对典型PID串级控制系统加以改进,提出了模糊Smith串级复合控制策略,将Smith预估器引入副回路并利用模糊控制器作为主控制器。仿真结果表明,该控制策略能有效克服大纯滞后对控制系统稳定性的影响,且具有动态性能好等特点。     

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。     

时滞大惯性对象随动性能的改善

以时滞大惯性加热炉为被控对象,通过试验建模得到对象模型参数,应用Siemenss7-300自整定调节器和结构控制语言SCL构建Smith预估控制系统。研究常规单回路系统、常规Smith预估系统以及增益自适应Smith预估系统在时滞大惯性时象情况下的随动响应性能。实际运行表明,增益自适应Smith预估系统控制质量明显提高,尤其在对象参数与预估器参数失配后,能够有效地改善系统的随动响应和鲁棒性。     

The Application and Simulation of Fuzzy Adaptive PID in Household Heating Metering System

After heat is metered in each house unit,the heating system is regulated by variable flow.The temperature of the return w ater is controlled to regulate the flow to realize the temperature regulation.According to the characteristics of the temperature control w ith big inertia,pure time-delay and degeneration,a fuzzy adaptive PID controller is designed w ith the advantages of the fuzzy control and PID algorithm,and the simulation model is established according to the characteristics of heating metering system.Simulation results show that the fuzzy adaptive PID controller proposed has small overshoot,short oscillation cycle,high precision and strong anti-jamming capability in comparison w ith conventional PID controller,w hich could meet the requirement of the dynamic and steady-state performance of the heating process.     

模糊预测控制在非线性时滞系统中的应用

针对工业控制系统中的非线性、时滞两大难题,结合预测控制中典型的动态矩阵控制(DMC)算法对时滞、模型失配、畸变、干扰等引起的不确定性能够及时得到弥补的优点以及T-S模糊模型对非线性系统良好描述的特性,将模糊控制与预测控制有机结合起来,根据被控对象工作点的变化实时选择模糊规则所对应的阶跃响应模型向量,结合DMC控制算法得到最优控制量,将基于线性系统建模的预测控制应用于非线性时滞系统控制中.     

时滞反馈非线性扭振系统的稳定性与Hopf分岔研究

研究了具有Duffing-Vanderpol组合振子和时滞特性两惯量非线性扭振系统的稳定性和Hopf分岔问题。建立了两惯量非线性扭振系统的动力学方程,通过设计线性位移和速度时滞反馈控制器构造了扭振受控系统。采用多尺度法推导出极限环幅值与时滞参数之间的关系。在对系统零解稳定性分析的基础上,得出Hopf分岔产生的条件。通过数值模拟的方法研究了扭振系统Hopf分岔和极限环幅值控制问题。仿真研究表明,所设计的时滞反馈控制器既能控制极限环的幅值,也能控制Hopf分岔的产生。     

增益和相位补偿的双模Smith预估控制算法

针对具有大滞后和大惯性的难控对象,在常规Smith预估控制的基础上加入了p-PID双模控制来提高系统的初期响应速度和减小过大的超调,并提出了带增益和相位补偿的双模Smith预沾控制算法．仿真结果表明：当对象模型失配时,该算法能有效改进Smith预估控制的效果,提高系统的自适应能力．     

一种变结构伺服系统的新控制方法

继电器型变结构控制是伺服电机普遍采用的控制方式．但由于位置滞后和惯性的存在，总会伴随出现自振现象．本文分析了产生自振的原因，并在此基础上提出了消除自振，提高伺服电机继电器型控制性能的新控制策略──改进的变结构控制．这种控制策略在切换区内引入自由运动，并按状态调整控制结构和控制参数，理论分析和实验都证明了它的有效性．     

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。