时变参数对象的多模型内模控制的研究

针对火电厂主汽温被控对象具有大迟延、大惯性、参数时变的特点提出一种基于多模型加权的内模控制策略,通过在不同工况辨识得到局部模型,根据加权因子计算出全局多模型内模控制器,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明,该控制策略比常规的内模控制具有更好的控制品质。     

一种二自由度内模控制方法

针对典型的工业过程控制对象，提出了一种二自由度内模控制方法，此方法可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性，干扰抑制特性和鲁棒性，改进了常规内模控制的不足，而且控制算法简单，参数调整方便，理论分析和仿真实验结果表明了它的有效性。     

汽车AMT离合器的非线性滑模控制

汽车离合器的减振器具有分段非线性的弹性和阻尼特性，给机构式自动变速系统的控制带来困难。针对离合器接合过程，建立系统的单输入单输出非线性动力学模型，应用基于微分几何的反馈线性化方法，将原非线性系统等价为具有零动力学的线性化模型，然后设计滑模变结构控制器，仿真结果表明，非线性滑模控制跟踪精度高，鲁棒性好。     

双容水箱液位的内模PID控制研究

通过把经典通用的PID的控制方法与内部模型控制技术的优良特点相结合,设计出内部模型PID的控制的理论算法,并且在软件仿真中对双容水箱的液位进行控制。双容液位的仿真控制是在MATLAB软件中实现,根据被控对象的传递函数建立二阶系统控制模型,并且通过内部模型比例积分微分(IMC-PID)的控制算法来完成对两个水箱的水位的高度进行目标控制。通过内模PID控制算法能够比较迅速的整定出最优PID参数,简化了整个整定过程,并且对二阶系统控制效果也能达到最优化。     

一种新的单元机组负荷系统内模控制方法

电厂单元机组负荷系统是一个有强烈耦合的多变量对象.本文提出的方法以多变量内模控制为核心,将基于支持向量回归的在线辨识算法引入到多变量内模控制的设计之中,从而形成了一种新的解耦控制策略.仿真结果表明,该方法使得机组负荷具有良好的跟踪性能,在对象动态特性较大范围内变化的情况下,系统具有较强的鲁棒性.     

工业串联非线性系统无模型自适应控制

针对实际工业生产过程中存在的大量串联非线性系统,提出了一种基于紧格式线性化的串联非线性系统无模型自适应控制算法.该算法无需建立被控对象数学模型,仅用输入输出数据来设计控制器,有效避免了非建模动态问题.仿真结果表明该算法具有较强的跟踪性能和鲁棒性.     

电液伺服变量泵变量机构的非线性控制

以电液伺服变量泵的变量机构为研究对象,针对跟踪阶跃信号时系统容易产生超调的问题,提出了一种非线性PI控制方法。建立了电液伺服变量泵的变量机构的非线性模型,设计了一种包含有分段非线性函数和光滑开关函数的非线性组合形式PI控制器。与经典PID控制器相比,仿真和试验结果表明非线性PI控制器在对阶跃信号跟踪时超调量小,过渡时间短,响应速度快,具有更好的控制效果。     

内模控制在温度控制系统中的实现

为了验证内模控制的控制效果,文设计了基于MATLAB的温度控制系统进行半实物仿真。系统采用MATLAB从软件上实现控制器的设计,然后通过计算机的串口对硬件温度对象进行内模控制,从而进一步研究内模控制的实现问题。实验结果表明,采用内模控制的温控系统能较快的达到稳定状态,控制品质优于常规PID控制。     

基于内模PID控制的大型望远镜伺服系统

针对目前大型望远镜伺服系统调试参数较多的现状,基于内模PID控制方法对大型望远镜伺服系统进行了研究.介绍了内模控制设计思路,讨论了速度回路内模控制算法.分析和仿真结果证明了该算法在高精度应用场合的可实现性和较强的鲁棒性,简化了调试过程.根据一个具体项目验证了该算法的实用性,应用结果表明,该方法调试简单,一个控制环路只需要调整一、两个参数即能满足要求;高速运行时无超调,低速平稳运行达到15″,具有一定的实用性和推广价值.     

Sliding mode control of I/O linearizable systems with uncertainty

In this paper we explore the application of sliding mode control to process control problems. Sliding mode control is presented as a natural tool for robust design of state feedback controllers for minimum phase input–output linearizable systems with uncertainty. An example is presented to illustrate some of the issues involved in the design of sliding mode robust controllers.     

压电陶瓷作动器非对称迟滞建模与内模控制

压电陶瓷作动器被广泛应用于精密定位和控制中,但其本身存在的非对称迟滞非线性特性,严重影响了系统的定位和控制精度。针对这一问题,提出了一种基于广义Bouc-Wen模型的非对称迟滞建模方法,并利用差分进化算法辨识模型参数;基于所建的广义Bouc-Wen模型构建了其具有解析形式的迟滞逆模型,并设计了内模控制方案实现对压电陶瓷作动器的精密跟踪控制;最后在压电陶瓷作动器实验平台,对所提出的建模和控制方案进行了实验验证。对压电陶瓷作动器的建模结果表明,系统建模误差均小于0.051 0,比经典Bouc-Wen模型的建模误差降低约21%～46%;对100 Hz内幅值为20μm的期望位移信号的控制实验结果表明,所提出的控制方法具有良好的实时跟踪性能和跟踪控制精度。对100 Hz期望信号的跟踪控制均方根误差为0.491 6μm,相对误差为0.040 2μm,可以很好地满足实际工程需要。     

Intelligent modified internal model control for speed control of nonlinear uncertain heavy duty vehicles

The objective of this paper is to control the speed of heavy duty vehicle (HDV) through angular position of throttle valve. Modified internal model control (IMC) schemes with fuzzy supervisor as an adaptive tuning are proposed to control the speed of HDV. Internal model (IM) plays a key role in design of various IMC structures with robust and adaptive features. The motivation to design an IM is to produce nearly stable performance as of the system itself. Clustering algorithm and Hankel approximation based model order reduction techniques are used for the design of suitable IM. The time domain performance specifications such as overshoot, settling time, rise time and integral error performance indices such as the integral of the absolute error and the integral of the square of error are taken into consideration for performance analysis of HDV for various uncertainties.     

基于内模电流控制的交流感应电机矢量控制系统

从同步速d—q坐标系下异步感应电机动态模型和异步电机矢量解耦控制的基本原理出发,引入了内模控制方法,设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。考虑到实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载（转矩）变化而呈不同程度的饱和而导致电机参数的非线性,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性。在此基础上建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明,电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果。     

非线性模型的压电元件复合控制方法

研究了压电元件的非线性及其复合控制问题。依据压电元件全程及局部伸长和缩短的实验数据,提出了一种根据外环曲线参数及当前坐标值确定比例系数,进而确定内环伸长曲线的数学模型。实验表明,这种全面反映内、外环曲线的非线性数学模型对上升和下降过程的最大拟合误差在全程范围内分别为1.2%和2.0%。利用此模型,可在压电元件非线性外环曲线及目前电压-伸长量已知的情况下,求出其下一时刻上升或下降的路径。以此模型为基础,构造了一种压电元件前馈复合控制算法,在输入峰-峰值为4 μm位移的情况下,得到了280 Hz的闭环带宽。同普通PID控制算法相比,带宽提高了30%以上。     

基于扰动观测器的内模控制在工业过程中的应用研究

介绍了一种工业生产过程中的复合控制方法.该方法结合了内模控制算法和改进的扰动观测器算法,解决了工业生产过程中因扰动导致常规PID控制效果欠佳的问题.理论分析和仿真实验表明,该方法控制效果明显优于常规PID控制,并能有效抑制各种扰动.     

Vehicle active steering control research based on two-DOF robust internal model control

Because of vehicle’s external disturbances and model uncertainties, robust control algorithms have obtained popularity in vehicle stability control. The robust control usually gives up performance in order to guarantee the robustness of the control algorithm, therefore an improved robust internal model control(IMC) algorithm blending model tracking and internal model control is put forward for active steering system in order to reach high performance of yaw rate tracking with certain robustness. The proposed algorithm inherits the good model tracking ability of the IMC control and guarantees robustness to model uncertainties. In order to separate the design process of model tracking from the robustness design process, the improved 2 degree of freedom(DOF) robust internal model controller structure is given from the standard Youla parameterization. Simulations of double lane change maneuver and those of crosswind disturbances are conducted for evaluating the robust control algorithm, on the basis of a nonlinear vehicle simulation model with a magic tyre model. Results show that the established 2-DOF robust IMC method has better model tracking ability and a guaranteed level of robustness and robust performance, which can enhance the vehicle stability and handling, regardless of variations of the vehicle model parameters and the external crosswind interferences. Contradiction between performance and robustness of active steering control algorithm is solved and higher control performance with certain robustness to model uncertainties is obtained.     

模糊内模控制在再热汽温中的应用研究

对基于燃烧器摆角的锅炉再热汽温被控对象进行调节量扰动试验,针对该被控对象具有大惯性、大滞后、参数时变等特性,提出一种模糊内模控制方案,仿真研究结果表明该控制方案具有良好的控制品质、抗干扰能力和鲁棒性。     

内模控制方法在永磁直驱潮流发电系统中的应用研究

针对永磁直驱潮流发电控制系统设计的问题,对潮流流速模型、最大功率追踪策略、永磁电机矢量控制、并网逆变器控制等方面进行了研究,提出了一种基于内模控制的转速控制算法以及一种新型的并网逆变器模型。使用内模控制器代替了机侧转速外环PI控制器,同时使用并网逆变器小信号模型设计了较准确的并网逆变器的控制参数。最后,基于上述算法和模型,在Matlab软件平台中对潮流发电系统进行了仿真,并对比了传统PI控制和内模控制下潮流发电系统的输出波形。仿真结果显示,所提出的优化控制策略能够准确控制发电机输出的有功功率、并网有功功率并且能够实现无功功率独立调节以及高功率因数并网运行。