PID-DMC算法及其在液位控制系统中的应用

提出了一种新的带PID校正环节的DMC算法，论述了其原理并将其应用于实际液位控制系统，实现了系统在模型失配明显的情况下对二阶液位对象的有效控制。由于控制阀的非线性特性使得本实验中的液位对象具有时滞弱非线性特性，常规DMC算法控制存在明显的模型失配问题并影响了系统的控制性能。为此在常规DMC算法中引入PID环节，从而得到了一种新的PID—DMC算法。实验结果表明该算法能有效改善系统在模型失配情况下的控制性能，且算法简单易行，在线计算量小。     

基于补偿器的解耦控制方法的研究

本文通过对冷热水混合系统的温度和液位的双变量耦合问题进行分析,提出了一种满足解耦要求和控制目标需要的基于补偿器的Smith预估解耦控制方法。试验结果表明,解耦控制方法取得较好的控制效果,而且控制算法具有良好的鲁棒性。     

一种改进型动态矩阵控制在水箱液位系统中的应用

针对三容水箱液位控制的多变量、强耦合、非线性、难以建立精确数学模型等特点,提出了在一种在状态空间方程形式下的多变量动态矩阵控制(dynamic matrix control,DMC)和分数阶PID (FOPID)控制相结合的新型模型预测控算法(MFOPID-DMC),以改善控制品质;用李雅普诺夫第二方法证明该算法的稳定性;将该算法应用在三容水箱液位控制系统,并与FOPID和DMC控制效果进行对比;仿真结果表明,该算法克服了FOPID超调大和DMC动态响应慢的不足,是一种鲁棒性较强、控制精度高的控制策略,较好地解决了三容水箱液位控制系统的耦合性、难以建立数学模型等问题.     

多变量动态矩阵控制算法研究

研究精馏塔的优化控制问题,由于PID控制精度差,多变量解耦控制理想完全解耦难以实现,预测控制存在模型失配,参数与工程指标联系不紧密的缺点,提出基于PID的多变量动态矩阵控制(DMC)策略.通过在DMC性能指标中引入预测输出误差项,利用PID指标改变传统DMC优化过程.上述算法兼具预测控制的解耦特性与PID控制参数工程意义明确的特点,加快了Shell原油精馏塔响应速度,消除了产品干点在设定值附近振荡,减少一个产品干点改变致使另一产品干点波动的现象.同时改进算法与传统预测控制器结构类似,便于广大工程人员设计实现.     

一种基于DMC的新型预测PID控制器及其整定(英文)

本文提出一种基于动态矩阵控制(DMC)算法预测特性的新型PID控制方法.在考虑将来的输出期望偏差罚函数最小的前提下,由DMC计算出控制变量的值.继而构造基于DMC的预估器用以预测将来时刻的系统输出.根据将来时刻的多步预测偏差,PID控制器产生当前时刻的实际控制增量.文中也给出了基于DMC的预估器及PID控制器的参数整定方法.仿真结果表明,与常规的PID控制和DMC控制相比,所提方法具有良好的控制性能,扰动抑制尤其优良.     

冷热水混合系统的多变量专家控制

提出一种专家控制方法用于冷热水混合系统的 温度和液位的双变量控制．根据该系统的特点及专家的专门知识和经验,建立其控制规则集, 根据输出变量检测值进行正向推理执行控制规则.试验结果表明:尽管混合器的温度与液位具 有很强的耦合性及系统存在滞后特性,专家控制方法仍取得较好的控制效果．     

重介悬浮液密度与液位PFC-PID控制算法研究

为解决重介选煤控制系统中重介悬浮液密度与液位调节过程的大滞后与强耦合问题,建立了悬浮液密度与液位控制系统的数学模型,并在对系统进行解耦的基础上,提出了一种重介悬浮液密度与液位PFC-PID控制算法。该算法采用闭环控制方法对密度与液位加以控制,即内环采用常规PID控制技术对解耦后的系统加以控制,以稳定系统;外环采用预测控制技术,将内环作为外环控制的广义预测对象,解决了大滞后问题。仿真结果表明,该控制算法具有超调量低、调节时间短、静态误差小的特点,且具有很好的抗扰能力,控制效果整体优于传统PID控制。     

基于分组解耦的制粉系统控制研究

针对非线性、多变量、强耦合的电厂制粉系统,运用分组解耦方法,通过分组解耦网络运算,分离出最大耦合度的支路,降低了系统之间的耦合,提高了系统的控制精度.结合动态矩阵控制(DMC)算法仿真,结果表明基于分组解耦的控制算法明显降低了控制系统的耦合度,使系统达到满意的控制效果,对进一步应用研究具有很好的参考价值.     

考虑转子磁链动态性的感应电机解耦控制

采用矢量控制的感应电机在高速运转时,d-q轴之间的电流耦合会削弱转矩控制效果;在采用反馈解耦和前馈解耦进行控制时,去耦控制效果受到电机参数估计误差的影响;该文在交流电机转子磁场定向控制的基础上,考虑到转子磁链的动态性,根据控制理论的不变性原理,把电机给定量和反馈量的偏差用于解耦项的计算,提出一种偏差解耦控制方法用于感应电机的转矩控制,并对算法进行了推导;对几种解耦方式和影响解耦的因素进行了探讨;通过计算机仿真对解耦效果进行了比较,仿真结果表明所提方法具有良好的控制效果。     

混合液温度流量解耦控制算法及系统虚拟

针对一种具体的混合液温度流量非线性控制问题，文中提出了一种解析方式的解耦控制算法。采用MatLab对算法的仿真表明，这种解耦控制算法具有良好的解耦和控制效果。为全面分析该算法，设计了交互式实时混合液温度流量解耦控制系统虚拟软件，该软件的使用结果说明，这种算法可以很好地解决这种解耦控制问题。     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.