基于结构改进Smith预估单神经元PSD的长时延NCS研究

针对长时延网络控制系统（NCS）中存在时延和被控对象等问题,提出了一种新型结构改进Smith预估单神经元PSD控制器.新型控制器由结构改进Smith预估器和单神经元PSD控制器组成,结构改进Smith预估器通过对传统Smith预估器模型结构上的改进,避免了建立网络时延的预估模型,无需对网络时延进行在线测量、估计或辨识,补偿了网络时延对系统的性能带来的影响;单神经元PSD控制器解决了结构改进Smith预估器的模型失配问题,通过Matlab环境下的TrueTime工具箱对NCS进行仿真实验,并对传统PID控制方法、结构改进Smith预估PID控制方法和结构改进Smith预估单神经元PSD控制方法进行了仿真比较.研究结果表明,该新型控制器有效地补偿了网络时延对NCS的性能带来的影响,在模型失配情况下具有良好的鲁棒性和适应性,是对长时延NCS-种可行且有效的控制方法.     

热轧恒压供水系统智能Smith预估多模控制策略研究

针对热轧恒压供水系统的非线性和时滞性特点,提出了一种智能Smith预估多模控制策略。当供水压力差绝对值大于等于设定值的20%时采用了PD控制,在设定值的10%到20%范围内采用PID控制,小于设定值的10%时采用了模糊自适应PID控制,通过模糊规则在线调整PID控制器的三个参数,并引入Smith预估器对供水系统的纯滞后现象进行补偿。基于推导出的典型恒压供水模型,利用MATLAB软件对常规Smith-PID、Smith-模糊PID、智能Smith预估多模控制器进行仿真分析。仿真结果及现场应用表明:相比常规的PID-Smith和Smith-模糊PID控制器,智能Smith预估多模控制器具有鲁棒性强、动态响应快及稳态精度高的优点。     

改进的预估模糊PID串级吸收塔pH值控制仿真研究

针对燃煤电厂湿法烟气脱硫吸收塔浆液pH值控制过程中存在的高度非线性、时滞性、耦合性及各种不确定性,提出了一种基于预估模糊自适应PID的前馈-反馈串级控制方案。根据化学反应机理及物料守恒原理建立了石灰石浆液流量前馈计算模型,以获得扰动补偿量,提高系统的快速性和稳定性。主回路中采用改进的Smith预估控制器,实现了对纯延迟的补偿,系统主控制器采用模糊自适应PID控制器,以增强系统实时工况应变能力。仿真结果表明,流量前馈计算模型能有效抑制入口烟气量等扰动的影响,模糊自适应PID控制器提高了pH值控制系统的稳定性,增强了系统的鲁棒性和适应性,具有较好的动、静态性能。     

基于AMESim与SIMULINK的双绞车恒张力控制研究

介绍了有缆水下机器人的双绞车收放系统的组成以及恒张力控制原理,在AMESim中搭建了双绞车系统仿真模型,并结合MATLAB/SIMUIINK利用联合仿真技术设计了闭环模糊PID控制器,对牵引绞车及储缆绞车之间的缆绳进行了恒张力控制仿真试验,试验结果表明所构建的双绞车恒张力控制系统具有良好的跟踪性和鲁棒性.     

模糊分数阶PID在线径控制系统中的应用

PTFE推挤机是通讯电缆生产的主要设备,其核心是具有时变性、非线性、大滞后的线径控制系统。采用传统的PID进行控制时,由于PID控制器的参数为常数,一旦出现扰动易产生超调。为解决出现扰动时线缆线径波动较大的问题,将模糊控制与分数阶PID控制相结合,设计模糊分数阶PID(FOFPID)控制器。以线径误差及其变化率作为输入信号,分数阶PID控制器的5个参数作为输出信号对线径控制系统进行调节。分析了不同积分阶次和微分阶次对线径控制效果的影响,建立适合线径控制的模糊规则,完成对FOFPID控制器参数的自适应整定, 并引入Smith预估器对滞后特性进行动态补偿。实验结果表明,带滞后补偿的FOFPID控制器快速响应能力较好,控制效果较优,满足通讯线缆实际生产要求。     

采用改进模糊控制器实现对Smith系统的设计

本文设计了一种具有模糊控制器的Smith预估控制系统来实现对纯滞后对象的控制,它避免了设计传统PID控制器参数整定的繁琐过程,同时该模糊控制器通过一些改进使其控制规则简单而且有效,通过仿真实验表明该系统具有较强的鲁棒性和抗扰性能.     

涂层炉口带钢纠偏控制系统的研究

文章首先介绍了带钢纠偏控制系统的工作原理，并指出此处带钢偏移信号的采集具有纯滞后性，故将Smith补偿算法应用于控制器的设计中；同时用模糊PID取代PID控制，可实现在线调整PID参数，提高控制性能。文章根据液压系统的压力流量等基本方程，对液压伺服系统进行Simulink建模，并分别作了基于PID、PID-Smith、fuzzy PID-Smith控制系统的仿真分析与比较。     

串级控制在发电厂过热汽温控制系统中的应用

针对发电厂的过热汽温控制系统中锅炉过热器出口温度的非线性、时变性、滞后性等特点,提出了一种基于模糊PID控制和Smith预估控制器的串级控制器,即先用Smith预估控制器控制一级过热器的出口温度并构成副回路,然后用模糊PID控制器控制二级过热器的出口温度并构成主回路.仿真结果表明:该串级控制器有较强的鲁棒性,提高了控制系统的品质,获得了更好的控制效果.     

优化模糊PID—Smith控制系统仿真研究

针对工业过程中被控对象具有时滞特性的特点,提出了一种模糊PID控制器的优化方法,即根据设计指标要求,对模糊控制器的规则和参数进行优化,改善模糊控制的性能,并与改进的Smith预估控制器相结合,设计了一种优化模糊PID-Smith预估控制系统,利用MATLAB进行仿真分析,按照确定性指标的要求比较仿真结果,表明新系统在稳定性、快速性、鲁棒性等方面优于常规的过程控制方法,可以取得比较好的控制效果,在实际中有一定应用前景.     

基于模糊PI的改进型Smith预估控制及应用

时滞现象在工业控制系统中普遍存在,常规控制方法很难满足控制要求。Smith预估控制能克服系统的时滞现象,当预测模型存在误差时,控制效果将会下降。对Smith预估控制方法进行改进,辅助制器采用PI控制,主控制器采用模糊PI控制,将这种方法应用到温度控制系统中去,研究结果表明,改进后的这种控制方法具有较好的控制效果。     

Application of Smith Predictor Based on Single Neural Network in Cold Rolling Shape Control

Flatness is one of the most important criterion factors to evaluate the quality of the steel strip. To improve the strip' s flatness quality, the most frequently used methodology is to employ the closed-loop automatic shape control system. However, in the shape control system, the shape-meter is always installed at the down way of the exit of the cold rolling mill and can not sense the changes of the strip flatness in the rolling gap directly. This kind of installation results in the delay of the feedback in the control system. Therefore, the stability and response performance of the system are strongly affected by the delay. At present, there is still no mature way to design controllers for systems with time delay. Although the conventional PID controller used in most practical applications has the capability to comte the delay, the effect of the compensation is limited, especially for the systems with long time delay. Smith predictor, as a compensator for solving this problem, is now widely used in industry systems. However, the request of highly precise model of the system and the poor adaptive performance to the changes of related parameters limit the application of the Smith predictor in practice. In order to overcome the drawbacks of the Smith predictor, a new Smith predictor based on single neural network PID (SNN-PID) is proposed. Because the single neural network is employed into the Smith predictor to improve the controller's self-adaptability, the adaptive capability to the varying parameters of the system is improved. Meanwhile, for the purpose of solving the problems such as time-consuming and complicated calculation of the neural networks in real time, the learning coefficient of neural network is divided into several stages as usually done in expert control system. Therefore, the control system can obtain fast response due to the improved calculation speed of the neural networks. In order to validate the performance of the proposed controller, the experiment is conducted on the shape control system in a 300 mm four-high reversing cold rolling mill. The experimental results show that the SNN-PID with Smith predictor controller can effectively compeusate the delay effects and achieve better control performance than the conventional PIO controller.     

一种变结构单神经元--Smith预估控制在再热汽温中的仿真研究

本文针对300MW机组喷燃器倾角-再热汽温被控对象,具有大迟延和参数时变,而难于控制的特点,提出了一种基于变结构的单神经元-Smith预估控制算法,该控制算法采用Smith预估控制克服被控对象的大迟延特性,采用变结构的单神经元PID控制提高对被控对象参数变化的自适应能力,提高控制系统的响应速度,并抑制被控参数严重超调.仿真试验表明该控制算法具有良好的控制品质,抗干扰能力和鲁棒性,综合性能明显优于常规的PID控制.     

复合模糊PID在温度滞后控制系统中的应用

在具有滞后的温度系统中研究设计出一种复合型模糊PID控制器。其突出优点是应用模糊控制适应系统的不确定性,利用Smith预估补偿克服系统滞后的影响,应用PID控制实施温度系统的精确控制。在很大程度上改善了复杂系统的控制品质,提高了系统的鲁棒性,实际运行结果证明了该方法的有效性。     

Smith预估模糊PID控制算法及其在粉末定量称重中的应用

针对上海科源电子科技有限公司研发的定量称重系统（由高精度抖粉装置与万分之一天平组成）,在工作中因粉末密度、粉末流动性、颗粒大小、湿度、天平延时等因素造成的非线性和滞后等问题,采用Smith预估模糊PID控制器优化控制方法。首先通过理论分析,得出系统的传递函数,再构建Smith预估的模糊PID控制器,以适应系统的非线性、滞后等特性,最后将此算法代入MATLAB进行仿真并于实际系统中进行1 g定量抖粉实验。Smith预估模糊PID控制算法和传统PID算法的标准差分别为0.0020和0.0042,表明Smith预估模糊PID控制算法在实际环境中稳定性更好,能有效减小系统的称重误差。     

基于混合型模糊PID的温度滞后控制系统的设计

针对具有滞后的温度系统,研究设计了一种混合型模糊PID控制器。其突出优点是应用模糊控制适应系统的不确定性,利用Smith预估补偿克服系统滞后的影响。很大程度上改善了复杂系统的控制品质,提高了系统的鲁棒性。实际运行结果证明了该方法的有效性。     

一种模糊变系数PID控制器及其在水轮机调速器中的应用

根据水轮机调速器工况不断变化的特点，提出一种模糊变系数PID控制器，它以常规PID控制器为核心，利用模糊控制原理在线调整PID控制器的比例、积分及微分增益。通过水轮机调速器半物理仿真实验系统来检验该控制器的控制性能，并与普通的PID控制器进行比较，结果表明，该控制器有良好的控制性能，并具有抵抗系统参数变化的能力。该控制器算法简单，实时性强，适于微机调速器应用。     

基于MATLAB/Simulink的数字缸模糊PID复合控制研究

设计了模糊PID（Proportion Integration Differentiation）控制器,在给定参数下利用MATLAB/Simulink对数字缸系统性能进行仿真分析,得到了不同输入信号下系统的响应特性.仿真结果表明：采用模糊PID控制比普通PID控制改善了数字缸系统动态性能,减小了超调量,提高了响应速度.     

基于改进Smith预估器的显微视觉伺服

针对视觉延迟的问题,提出采用改进的Smith预估器(MSP)来改善视觉伺服系统的控制品质。在对基于位置的动态"look-and-move" 视觉伺服系统特性分析的基础上,建立了基于MSP视觉伺服系统的结构,同时建立了视觉伺服系统的分时模型。在微操作机器人平台上进行了点到点、抗干扰和微齿轮的跟踪抓取实验。结果表明,与只有PID控制器的视觉伺服系统相比,带MSP的视觉伺服系统具有更好的控制品质。克服了由于图像采集、传输和处理导致的视觉伺服延迟而严重影响控制系统的品质局限,并克服了传统方法通过减小系统增益来增强系统的鲁棒性,但同时降低了系统响应特性的缺点。     

电子封装模具恒温控制系统的设计与实现

针对温度控制系统的纯滞后的特点,根据电子封装模具温度精确控制的需要,提出了基于Smith预估器和模糊自适应PID控制器的温度控制系统的设计方法。首先,根据阶跃响应建立被控对象的数学模型,然后在被控对象的数学模型的基础上设计出Smith预估器;其次,建立Mamdani模糊模型,实时对增量PID控制器的3个参数进行修正;最后,实现电子封装温度控制的硬件系统和软件系统的设计。该设计解决了纯滞后对控制系统稳定性的不良影响,大大提高了温度控制的精度,并且基于此种方法的硬件系统和软件系统也易于实现,可靠性高,鲁棒性好。