污水处理溶解氧的Smith模糊自适应整定PID控制

生化污水处理过程是典型的非线性、时滞和不确定性的复杂系统,采用传统的控制方法进行污水处理难以取得理想的效果。以溶解氧（DO）参数控制为实例,提出模糊自适应整定PID控制与Smith预估控制器相结合的智能控制方法。MATLAB仿真结果表明,与常规PID控制相比,采用Smith模糊自适应整定PID控制,有效提高了DO控制系统稳态精度、超调量减小,能耗更低,具有一定的推广应用价值。     

Smith自适应辨识控制系统设计与仿真

以具有时滞特性的暖通空调为被控对象,将Smith预估控制算法与自适应算法结合,以李雅普诺夫稳定性理论为基础推导自适应律,设计出Smith自适应辨识器,从而实现控制器参数的自整定,并解决了控制过程中的参数时变问题,控制效果得以优化。实验仿真结果表明,Smith自适应辨识器控制算法优于常规Smith预估控制算法。     

基于改进遗传预估模糊PID的摄像整纬控制器设计

设计了一种基于改进遗传预估模糊PID的摄像整纬控制器。建立基于模糊PID的摄像整纬系统控制模型,采用自适应遗传算法进行模糊PID参数优化,引入Smith预估器对滞后特性进行动态补偿,实现了有效的纬斜矫正。实验结果表明,该控制器具有较好的动态响应特性,获得了理想的控制效果。     

变论域模糊和Smith预估的免疫PID控制研究

针对具有时变、纯滞后的非线性系统,结合变论域自调整模糊和Smith预估控制方法,提出了一种新的基于变论域模糊和Smith预估的免疫PID控制器.通过改变模糊输入和输出变量的论域,使论域自调整模糊控制器用较少的控制规则实现了较高精度的控制,同时使用预估器预先估计出过程在基本扰动下的动态特性,使调节器提前动作,从而明显地减少超调量.Matlab仿真表明所设计的控制系统在稳定性、准确性方面优于免疫PID控制器.     

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。     

时滞系统的T-S模糊PID控制

以输出误差e、误差积累Σe、误差变化率△e为控制器输入,设计了三输入单输出的T-S模糊PID控制器。针对时滞系统,分别采用传统PID控制器、Smith预估补偿器、T-S模糊PID控制器进行控制并仿真比较,结果表明：T-S模糊PID控制器具有控制精度高、响应快速、适应性强的特点;当时滞系统的时滞发生较大变化时,控制器仍具有很好的控制效果,系统稳定。     

时滞系统几种控制算法的相互关系及其近似实现

讨论了时滞系统的常规PID控制、Dahlin控制、Smith控制和内模控制 (IMC)之间的相互关系 .证明Dahlin控制是Smith控制的一个特例 ,Smith控制器的参数经过适当整定可以得到与Dahlin控制完全相同的结果 ;证明Smith预估控制具有内模控制结构 ,在一定条件下可以实现内模控制算法 .最后证明了Dahlin控制就是内模控制 .采用Taylor逼近和Pade逼近方法对纯滞后环节进行近似处理 ,给出了各种算法的简化形式 ,这些算法都可以用工业上常用的PID控制器来近似实现 .     

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.     

时滞系统Fuzzy—Smith控制的仿真研究

针对时滞对象,把Smith预估控制原理和模糊控制器结合起来,即在Smith预估控制系统中控制器采用模糊控制器.仿真结果表明,所采用的方法能有效克服普通模糊控制算法不适应时滞系统控制和常规Smith预估控制算法过分依赖模型精度的缺陷,提高普通模糊控制器对时滞系统的控制能力,同时该算法具有很强的鲁棒性和良好的控制品质.     

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.     

基于模糊推理的模糊自适应励磁控制器

在线性最优励磁控制器的基础上，通过模糊推理提出了一种模糊自适应励磁控制器的设计方法．所设计的模糊自适应励磁控制器能根据发电机运行点的变化不断修正自己的参数，从而具有很强的鲁棒性．由于控制器的反馈增益来源于线性最优控制，因此，控制器还具有一定的最优性和稳定性．对一个单机一无穷大系统进行的数字仿真结果表明；用本文提出的模糊自适应励磁控制器能有效地改善系统的劝态品质．     

异步电动机的单神经元模糊自适应控制

针对异步电动机矢量控制中PI控制器自适应能力较弱的问题,提出了用单神经元模糊自适应控制器代替转速PI调节器和磁链PI调节器的方法,并基于梯度下降法和单神经元自适应模糊控制原理,将增量式PI控制算法和单神经元自适应学习规则相结合,通过模糊控制修正单神经元的比例系数,提高单神经元模糊自适应控制器参数在线调整能力。为验证单神经元模糊自适应控制器的性能,对系统进行仿真实验。仿真结果表明,采用单神经元模糊自适应控制策略,其控制效果优于传统矢量控制,系统的动态和静态性能比较好,而且控制器对电动机转子电阻变化有较好的鲁棒性。该控制方法具有较好的控制性能,使异步电动机控制系统具有较强的自适应能力。     

Tuning of fuzzy PID controller for Smith predictor

An analytical tuning method was proposed for fuzzy PID controller used in Smith predictor in order to extend its application and improve its robustness. The fuzzy PID controller was expressed as a sliding mode control. Based on Lyapunov theory, Smith predictor was analyzed in time domain. The parameters of the fuzzy PID controller can be obtained using traditional linear control theory and sliding mode control theory. The simulation experiments were implemented. The simulation results show that the control performance, robustness and stability of the fuzzy PID controller are better than those of the PID controller in Smith predictor.     

燃煤锅炉蒸汽压力的模糊控制

分析了燃煤锅炉燃烧机理，描述了Fuzzy-Smith预估控制工作原理，介绍了Fuzzy控制器的设计，并对锅炉的主汽压控制进行了仿真研究，同时与传统的PID控制，PID－Smith控制进行了比较，结果表明，Fuzzy-Smith较常规PID和PID－Smith有更好的控制性能。     

无辨识自适应算法的大滞后对象的控制方法

在实际工业生产中 ,由于对象纯滞后的存在 ,降低了控制系统的稳定性 ,使控制品质下降 ,对控制系统极为不利。对大滞后对象 ,Smith预估控制是一种重要方法 ,但常规Smith预估控制对模型的误差 (包括时间延迟的估计误差 )十分敏感 ,不适用于具有时变时延参数的系统。因此 ,常规Smith预估控制策略难以广泛用于工业控制 ,但该方法仍然得到了控制界的广泛认可。无辨识自适应控制是Marsik和Strejc提出的一种无需辨识系统参数的自适应控制算法 ,该算法简单、鲁棒性强 ,只需在线检测过程的实际输出及期望输出便可形成具有较好动态性能指标的自适应控制系统 ,但是该方法不能解决大滞后问题。借鉴无辨识自适应控制的思想和神经网络强的函数逼近能力 ,首先用一个神经网络来构成被控对象的Smith预估模型 ,然后利用无辨识自适应控制算法设计了一种适用于大滞后对象的控制器 ,两者结合 ,提出了一种简单、实用、鲁棒性强的大滞后对象控制的新方法     

过热汽温的改进型Smith预估复合模糊控制

针对过热汽温对象的非线性特性,设计了改进型Smith预估复合模糊控制算法.采用模糊与PID控制相结合的复合算法,可以有效改善系统的动态特性和适应性;采用一类改进型Smith预估算法,克服了过热汽温对象的大迟延特性.仿真结果表明,所设计的控制算法具有更强的负荷适应能力,系统的动态特性有了较大改善.     

Research on Directly Adaptive Fuzzy Algorithm Based ACC Controller

A directly adaptive fuzzy algorithm is applied in vehicle adaptive cruise control system. The basic principle of the adaptive fuzzy algorithm is analyzed. The initial value of the fuzzy based vector is given by the traditional fuzzy membership. Adaptive law of the adjustable parameters θ is also determined. The directly adaptive fuzzy ACC controller is designed based on Matlab fuzzy toolbox. Matlab-Simulink is adopted to test the function of the adaptive fuzzy ACC controller. The control system is established using a 7 DOF vehicle dynamics model. Simulation results indicate that the principle of the method is correct and it performs well both in cruise and distance keeping.     

具有未知死区的SISO非仿射非线性系统间接自适应模糊控制

为了解决含有未知死区输入特性的SISO非仿射非线性系统的跟踪控制问题,提出了基于模糊自适应方法的控制器设计方案,把未知死区分解为一个线性项和一个扰动类似项,当系统状态可测时,利用模糊逻辑系统设计间接自适应模糊控制器,并结合跟踪误差信息设计自适应律;系统状态不可测时,通过引入误差观测器估计的状态变量,设计了间接自适应模糊输出反馈控制器．理论论证过程说明两种控制器能使系统的跟踪误差最终收敛到零的某一邻域,且闭环系统所有信号均有界. 仿真实验结果表明利用所设计控制方案可以使系统完成跟踪控制任务．     

专家-模糊自适应PID控制系统的设计

为了解决多容系统控制难度大的问题,设计了专家-模糊自适应PID控制器。这种控制器既具有模糊PID控制器的精度高、稳定性好、鲁棒性强的优点,又具有专家控制器进入稳定状态快的特点。对三容复杂系统的控制仿真结果表明,该方法的控制性能优于单独采用专家PID控制或模糊自适应PID控制的性能。