九点五态控制器作用下迟延系统的稳定性分析

九点五态控制器是根据偏差和偏差变化率,在相平面上采用不同的作用力以达到控制要求的控制器。该文介绍了九点五态控制器分别在0型系统和Ⅰ型系统的迟延系统作用下稳定性分析,并且比较了在相同对象下施加不同的作用力和在不同对象下施加同样的作用力下的控制效果。从而得出：对于任意的带延迟的二阶对象在任意小的允许误差要求下,总能找到满足基本运行条件的一组作用力使控制系统满足允许误差要求,达到系统稳定。     

黄金分割在自适应鲁棒控制器设计中的应用

本文基于全系数自适应控制理论[1],介绍黄金分割自适应鲁棒控制器的设计方法及其实际应用,并从理论上证明了:在采样周期满足一定条件下,对于参数未知、线性定常或慢变的二阶对象,黄金分割自适应控制器可以保证控制系统在起动过程中的稳定性和良好的过渡特性.从而为二阶系统在初始过渡过程阶段实现自适应控制提供了理论依据.本文最后给出了仿真研究结果.     

五态控制器及其二阶对象的稳定性仿真分析

该文介绍五态控制器的模型、控制作用。五态控制器是根据偏差和偏差变化率的大小在相平面采用不同的作用力以达到控制要求的控制器。将九种不同的二阶系统在五态控制器作用下进行稳定性仿真分析,可以得出结论：在五态控制器作用下通过改变作用力的大小,都可以使系统变为发散、等幅振荡、收敛稳定甚至使系统直接达到稳定状态而不管对象为何种二阶系统,也不管对象本身的稳定性特征(发散振荡、等幅振荡或稳定)。     

基于设定值响应的PI控制系统性能评估

针对一阶惯性具有纯迟延环节的被控对象,利用含PI控制器的反馈控制系统的一组无量纲性能指标,研究了PI反馈控制系统的控制性能和鲁棒特性的评价方法,推导出了各种性能指标的计算方法,划分了控制器的性能等级,给出各等级性能指标的带宽;将性能评价方法推广到二阶惯性加纯迟延的对象,利用性能指标对不同参数下PI控制的二阶对象反馈系统进行控制器性能的评价,仿真研究证明了性能评价方法的正确性和适用性.     

单神经元自适应PID控制器及其应用

研究了单神经元自适应PID控制器,阐述了该控制器的特点、控制律、适用对象及工程整定方法,在和利时公司的SmartPro系统平台上开发出单神经元自适应PID控制器,进行了单神经元自适应PID控制器的典型一、二阶对象闭环仿真,最终将单神经元自适应PID控制器应用于制药厂发酵罐温度控制回路中。单神经元控制器具有可调参数少、易于整定、控制输出平稳、鲁棒性强的独特优点,适用于大滞后且要求平稳控制输出的工业过程。     

基于双模态控制器的中心式快门控制

传统的相位滞后校正控制具有超调量大、过渡时间长等缺点,难以满足中心式快门控制系统的性能要求.把bang-bang控制和传统的二阶相位滞后校正结合起来设计一种双模态控制器,可以综合两种控制器的优点,在满足响应时间的情况下大大减小系统超调.结合中心式快门,进行了双模态控制器的设计、Simulink仿真及实验验证,并对两个控制器切换条件进行了分析.通过与纯滞后校正对比可以看出,使用双模态控制器,系统超调量减小到原来的10%.试验结果表明,使用双模态控制器来控制中心式快门,可获得比较理想的结果,为相关领域应用提供了一条切实可行的控制方法.     

带有误差修正项的自适应学习控制

本文讨论了二阶系统在任意初态偏差下的自适应控制问题,借助学习控制及其初始修正的思想,提出了两种带有修正初态偏差功能的自适应控制策略:一阶吸引子控制器和零阶吸引子控制器.两种控制器都是将整个控制过程分成若干个等长时间的子过程,在每个子过程中控制算法都会进行误差校正和参数学习.其中,一阶吸引子控制器在每个子过程中同时修正所...     

基于PCS7的内模控制器设计与应用

针对工业对象的高阶以及非线性特性,采用二阶加纯滞后模型作为内模控制的内部模型,提出了一种通用内模控制器的设计方法;根据内模控制的原理以及二阶加纯滞后模型的差分方程,推导出通用内模控制器的算法.通过PCS 7 V6.1系统软件中的结构化控制语言SCL将内模控制算法编译成可通用的FB功能块,在西门子过程控制系统PCS7中实现了内模控制;最后利用精度较高的最小二乘法辨识被控对象的模型,将该通用内模控制器应用在工业中普遍使用的高阶大滞后对象换热器的出口温度控制过程中,取得了很好的应用效果;应用表明,内模控制器在工业DCS应用过程中具有高性价比,能有效地拓展内模控制的应用空间.     

时滞系统PID控制器内模整定方法的扩展

基于内模控制（ＩＭＣ）的ＰＩＤ控制器设计方法只有一个整定参数，其整定参数直接与闭环响应速度和控制回路的鲁棒性有关。对于时滞系统，如果使用非对称的二阶Ｐａｄｅ近似代替，则能导出一个简单的二阶控制器形式，而不会使控制器变得复杂，并且模型匹配和控制器整定将获得有意义的改善，特别是对时滞较大的系统。     

仿人智能控制器的研究及工程应用

介绍了仿人智能控制器的适用范围和基本算法,提出了改进的仿人智能控制器即九点控制器的优化控制策略.通过时工程设计中温度的控制方案设计,比较了九点控制器与PID控制器算法对系统动态性能的影响.九点控制器算法简单、系统响应速度快、参数整定简单,特别适合于无数学模型的控制对象.九点控制器的参数可进一步优化,从而转化为九点五态控制器.     

PI-PD控制器的应用研究

自动控制系统的前向通道采用PI控制,而反馈环内加入PD控制,由此构成了PIPD控制器。PI—PD控制器不仅具有与PID控制相似的功能,并且对于含有积分、振荡或不稳定环节的控制对象,可以实现较好的闭环控制。本文介绍了PI—PD控制器的结构和参数计算方法,将该控制器应用于一个随动系统中,通过仿真分析,表明了PI—PD控制器的特点和优越性。     

Adaptive UKF-based model predictive control of a Fresnel collector field

One of the ways to improve the efficiency of solar energy plants is by using advanced control and optimization algorithms. In particular, model predictive control strategies have been applied successfully in their control.The control objective of this kind of plant is to regulate the solar field outlet temperature around a desired set-point. Due to the highly nonlinear dynamics of these plants, a simple linear controller with fixed parameters is not able to cope with the changing dynamics and the multiple disturbance sources affecting the field.In this paper, an adaptative model predictive control strategy is designed for a Fresnel collector field belonging to the solar cooling plant installed at the Escuela Superior de Ingenieros in Sevilla. The controller changes the linear model used to predict the future evolution of the system with respect to the operating point.Since only the inlet and outlet temperatures of the heat transfer fluid are measurable, the intermediate temperatures have to be estimated. An unscented Kalman filter is used as a state estimator. It estimates metal-fluid temperature profiles and effective solar radiation.Simulation results are provided comparing the proposed strategy with a PID + feedforward series controller showing better performance. The controller is also compared to a gain scheduling generalized predictive controller (GS-GPC) which has previously been tested at the actual plant with a very good performance. The proposed strategy outperforms these two strategies.Furthermore, two real tests are presented. These tests show that the proposed controller achieves adequate set-point tracking in spite of strong disturbances.     

一种等价于PI的二型模糊控制器设计算法

区间二型模糊集合将次隶属度做了简化,基于KM降阶算法的区间二型模糊控制器实现起来相对简单.虽然区间二型模糊控制器在一定程度上优于传统的一型模糊控制器或者PI控制器等,但区间二型模糊控制器并没有充分利用二型模糊集合的次隶属度信息.为解决这些问题,研究了普通二型模糊控制器的一般结构,提出了一种等价于PI的二型模糊控制器.该...     

一种有限对象集的输出通道任意增益/相角裕度调节方法

针对一类有限多输入多输出线性时不变对象集,提出一种调节输出通道增益/相角裕度的方法.采用增益相角裕度测试器理论,将问题转化为有限不确定对象集的稳定性问题;基于连续线性二次调节器理论,设计针对单个对象的输出反馈控制器;利用周期控制方法,设计针对有限对象集的线性周期控制器.该控制器可使有限对象集的所有反馈控制回路在输出通道同时实现任意大的增益裕度和直到90°的相角裕度.仿真结果表明了该方法的有效性.     

七种控制作用力的逻辑控制器

基于智能控制的思想，在九点控制器结构的基础上，提出了七种控制作用控制器的概念及控制策略．通过分析自身各参数的实际意义和控制过程7种控制作用的性能，提出了应用该控制器的3个相关命题．     

一类时变系统中补偿器的功能和设计

PID控制器由于其结构简单和参数整定容易,具有良好的控制功能,被广泛应用在工程上的线性确定性系统中.但是,在非线性系统和不确定性系统中, PID控制器由于其固定的控制参数和结构限制,很难克服系统中内外干扰的影响,控制器鲁棒性能较差.本文按照被控对象中的标称模型设计常规PID控制器优化参数,对非线性系统中多个线性化模型和不确定性系统中的不同工作点模型,设计了一类补偿器,使得整个闭环系统具有与标称模型下相同的控制品质.工程应用例子论证了本文提出的补偿器能提高不确定与非线性系统的控制品质和鲁棒性能.     

基于Smith的非最小相位对象PID控制器设计

针对具有非最小相位时滞的过程,基于Smith预估控制思想,提出一种改进控制方案,对右半平面零点和纯滞后同时进行补偿,使闭环特征方程中不含右半平面零点,从而简化控制器设计。根据期望闭环传函,解析得出PID控制器形式,综合负调、响应时间、ISE以及鲁棒性要求整定控制器参数,针对Smith控制抗扰性较差提出了抗扰性设计。仿真结果表明,该方案对于具有非最小相位时滞的对象有较好的控制效果,并且在模型失配和有干扰输入的情况下,有较好的鲁棒性和抗扰性。     

针对广义控制对象的一维鲁棒PID控制器

在现代鲁棒控制理论基础上，针对广义控制对象提出一种一维鲁棒ＰＩＤ控制器设计方法，其优点是控制器参数可以解析得到，控制器只有一个可调的参数，被调参数与系统的鲁棒性有直接的联系，特别地控制器可以很好地用于大纯滞后控制对象。仿真结果表明本文方法与其他方法相比具有本质的改进。