基于粒子群算法的控制系统校正

针对控制系统校正参数求解过程繁琐的问题,提出一种基于粒子群算法的控制系统校正方法。为了提高系统的校正效率,本设计方案首先将多个超前校正装置和滞后校正装置串联组合成多级校正装置,然后采用粒子群算法程序直接对多级校正装置的参数进行寻优,找出满足性能指标要求的多级校正装置的参数,从而实现控制系统的校正。仿真结果表明,这种方法不但简化校正的过程,提高控制系统校正的效率,而且扩展了可校正系统的范围。     

用MATLAB设计校正装置的程序及仿真

本文讨论了如何利用MATLAB的控制系统工具箱设计串联超前－滞后校正装置，并对校正后的控制系统进行了仿真。     

运用MATLAB进行控制系统串联校正装置的设计

以串联超前网络校正装置为应用对象,借MATLAB软件设计了此校正装置,与通常的整定方法比较,其优点是非常直观,可以随意修改参数,节省了大量的计算和编程工作量.通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

微进给装置的计算机数字控制系统的设计与实现1)

提出了微进给装置的数字PID控制及其参数的寻优控制方法,设计出了自寻优数字PID调节控制模型.分析了微进给装置数字控制系统的影响因素,并对微进给装置控制系统相移校正方法进行了探讨与实验分析,提出了超前输出控制相移校正方法,取得了较好的控制效果.     

微进给装置的计算机数字控制系统的设计与实现

要提出了微进给装置的数字PID控制及其参数的寻优控制方法,设计出了自寻优数字 PID调节控制模型.分析了微进给装置数字控制系统的影响因素,并对微进给装置控制系统相 移校正方法进行了探讨与实验分析,提出了超前输出控制相移校正方法,取得了较好的控制效 果.     

自抗扰控制器的阶次与参数的选取

本文就选择不同阶次的自抗扰控制器时,对系统的控制参数选取进行了研究.结果表明:线性时不变系统的线性自抗扰控制,可等效为一个复合控制系统,其等效反馈补偿器为一超前校正单元串联一积分器;其等效前置滤波器为一滞后校正单元串联一微分器.观测器带宽和控制器带宽的比值,决定着反馈补偿器的最大相位超前角,而频带则决定着最大相位超前角的发生位置.同时,随着自抗扰控制器阶次的增加,补偿器的最大超前校正角也增加.通过对开环系统的频域分析,本文给出了利用该补偿器的频域特性进行自抗扰控制器参数设计的一般步骤,可大幅度减少工程师的反复试验过程,方便工程师应用.     

基于MATLAB的无人机俯仰通道的分数阶超前校正

本文介绍了分数阶微积分的定义,以及分数阶超前校正装置的定义及其数字实现。以某无人机俯仰通道为例,借助MATLAB的优化功能设计分数阶超前校正装置,并进行仿真。结果表明,分数阶超前校正装置具有比整数阶校正装置更优的控制性能,且对系统参数变化具有一定的鲁棒性。     

二阶控制系统校正的建模与仿真

串联校正即在闭环系统的前向通道串联校正环节,通过设置合理的参数,改善系统的动态和稳态性能。以I型二阶控制系统为例,设计有源超前校正环节,建立Multisim硬件模拟电路,通过时域和频域仿真,分析有源超前校正环节对系统性能的改善。同时,借助Matlab计算了准确的性能指标值,结果与Multisim仿真基本一致。     

基于MATLAB的控制器设计研究

文章首先对MATLAB软件作了简要的介绍,强调了它目前在各个领域中都得到了广泛的应用。接着总结了控制系统校正的主要方法,包括串联校正和反馈校正等。最后结合两个具体的例子,给出了利用MATLAB设计出不同的控制器的方法。     

增量式自适应逆控制及在过热汽温中的应用

被控对象的迟延和惯性特性是影响控制系统品质的重要因素之一.从常规PID增量式控制算法入手,在对具有迟延和惯性被控对象的动态特性进行定性分析的基础上,给出了一种改进型增量式控制算法的表达式;分析了被控对象校正逆模型的参数向量与控制器的参数向量之间的联系,进而将控制器的荻取与被控对象校正逆模型的建立相结合,将控制器的自适应过程归结为被控对象校正逆模型的在线辨识问题,通过对校正逆模型的在线辨识直接对改进型增量式控制算法中控制器的参数进行在线修正,形成了一种增量式自适应逆控制系统.将该方法应用于锅炉过热汽温控制系统中,并通过与常规PID串级控制和直接自适应逆控制系统的控制效果对比,验证了所提方法的有效性.     

糠醛精制装置控制方案改进及PID参数优化

针对糠醛精制装置二效蒸发塔底液位-四路加热炉进料流量串级回路投用不上,手动控制精度低的问题,本文提出了一种改进方案,在横河的CENTUM CS3000 DCS系统上,通过设置输入补偿实现各支路设定值不同,通过优化PID控制器参数的方法实现均匀控制。在燕化二糠醛装置投用以来运行平稳,控制效果良好。     

A Novel Method Of Controller Design For Simultaneous Stabilization And Performance Improvement Of An Electromagnetic Levitation System

This paper describes design and implementation of a control philosophy for simultaneous stabilization and performance improvement of an electromagnetic levitation system. An electromagnetic levitation system is an inherently unstable and strongly nonlinear system. To determine the overall closed loop stability for such a system, cascade lead‐lag compensation has mostly been reported [1,2]. However, a single lead controller can not satisfy both stability and performance for such unstable systems [3]. Performance enhancement to satisfy the conflicting requirements of fast response with almost zero overshoot and zero steady state error has been successfully achieved by using a two loop controller configuration. The lead controller in the inner loop is designed to ensure stability while the outer loop PI controller is designed for performance enhancement. This approach decouples the twin requirements of stabilization (by the inner loop) and performance achievement (by the outer PI loop). The outermost PI controller has been designed using the ‘Approximate Model Matching’ technique [4]. The proposed control strategy has been implemented and the experimentation has been demonstrated successfully. Different experimental results have been included for verification.     

A Variable-Parameter-Model-Based Feedforward Compensation Method for Tracking Control

Base on the accurate inverse of a system, the feedforward compensation method can compensate the tracking error of a linear system dramatically. However, many control systems have complex dynamics and their accurate inverses are difficult to obtain. In the paper, a variable parameter model is proposed to describe a system and a multi-step adaptive seeking approach is used to obtain its parameters in real time. Based on the proposed model, a variable-parameter-model-based feedforward compensation method is proposed, and a disturbance observer is used to overcome the influence of the model uncertainty. Theoretical analysis and simulation results show that the variable-parametermodel-based feedforward compensation method can obtain better performance than the traditional feedforward compensation.     

基于两级Smith预估补偿的加热炉温度串级控制

对于具有纯滞后的温度串级控制系统,提出了主副回路基于两级Smith预估补偿的串级控制结构;通过内模-PID整定方法设计了两级Smith预估装置进行补偿控制,仿真证明了方法的有效性。仿真结果表明,该方法能够有效消除纯滞后环节的影响,得到良好的系统鲁棒性和动态控制性能,解决了汽油加氢反应进料加热炉温度串级控制系统中加热炉出口温度的时变性及滞后性等控制难点。     

汽水板式换热过程区间串级智能控制方法

汽水板式换热过程是以蒸汽阀门开度为输入,以蒸汽流量为内环输出,以供水温度为外环输出的强非线性串级工业过程,受到室外温度和厂区热用户放水的随机干扰,导致供水温度和蒸汽流量大范围波动.本文针对处于干扰环境下的具有不确定性和强非线性串级工业过程,将前馈补偿、串级PI控制和规则推理区间补偿控制相结合,提出了由外环供水温度前馈PI控制、内环蒸汽流量PI控制的串级控制与规则推理的内外环设定值区间补偿控制组成的区间串级智能控制方法,并成功应用于某选矿厂的汽水板式换热过程,工业应用结果表明所提出的方法在室外温度和热用户放水的随机干扰下,可以将供水温度和蒸汽流量同时控制在工艺要求的范围内.     

Frequency analysis and compensation of valve stiction in cascade control loops

Valve stiction is often a common problem in control loops and stiction induced oscillation is the main cause of poor performance in control systems. Cascade control is extensively applied in process industry as an effective strategy to restrain disturbances and compensate process nonlinearities. In recent years many studies have been performed on the detection and quantification of valve stiction in single feedback control loops. However, there is a lack in developing a mechanism which can analyze stiction induced oscillation in cascade control loops. This work focuses on the frequency analysis of stiction induced oscillations in cascade control loops and proposes a mechanism of oscillation compensation through outer and inner controller tuning. The effect of oscillation compensation by changing control strategies is also discussed. The theoretical analysis is evaluated through simulation examples and a pilot-scale flow-level cascade control experiment.     

四端输出三相-两相矩阵变换器间接控制策略

针对三相-两相矩阵变换器(3-2MC)拓扑无大容量储能元件,输出不对称影响输入电流质量的问题,提出一类引入脉动功率补偿单元的三端和四端输出3-2MC拓扑.首先,详细阐述上述所提两种变换器抑制输出脉动功率进而提高输入性能的原理、实现过程和适用范围,推导四端输出3-2MC的电压传输率与系统参数之间的关系式,并基于上述拓扑特点,提出输出扇区划分方式;然后,提出以输出侧与补偿侧三相电流加权量作为间接控制量的级联式控制策略,从理论上对其可行性进行分析,并给出系统控制参数的优化选取方法.仿真结果表明,基于间接控制策略的四端输出3-2MC拓扑可有效改善输出不对称情况下的输入电流性能,与传统的三端无补偿单元拓扑相比,该方法具有良好的动态性能和更大的输出适用范围.     

带有灰色补偿的Backstepping控制

针对一类二阶非线性不确定系统提出了一种新的控制方法,即带有灰色补偿的Backstepping控制,该方法分为两个阶段进行.第一阶段采用Backstepping控制方法进行控制,对不确定部分的模型参数进行估计.第二阶段经过N步参数估计之后,在上述控制律基础上,按估计参数加上补偿控制,构成带有灰色补偿的Baekstepping控制.该方法解决了非线性不确定系统的Backstepping控制问题.该方法不仅能精确估计出系统的不确定参数,而且经过补偿的控制器使系统的性能大为改善,并增强了系统的鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.