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。     

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。     

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.     

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.     

基于改进型Smith预估器的同步施工网络控制系统

根据同步施工网络控制系统的控制原理,分析了时变、随机和不确定的网络时延对同步误差控制所产生的影响。针对传统Smith预估器用于多被控对象同步控制时存在的缺陷与不足进行了分析,提出了一种改进型Smith预估器,实现了对网络时延、被控对象纯滞后因子以及同步误差控制器的多重Smith预估补偿,将其从内部反馈回路中彻底消除,预估模型无需预估与在线测量其大小与变化规律。通过基于控制器局域网络(controller area network,简称CAN)的盾构管片拼装机同步网络控制系统,对常规比例积分微分(proportion integral derivative,简称PID)同步网络控制和基于改进型Smith预估器的PID同步网络控制性能进行了仿真对比分析,并通过实验进行了验证。结果表明,常规PID网络控制同步误差为-3～3mm,基于改进型Smith预估器的PID网络控制同步误差为-1.5～1.5mm,后者可显著提高同步施工网络控制系统的同步控制性能与精度。     

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。     

液压绞车主动升沉补偿控制研究

对水下机器人铠缆收放绞车进行主动升沉补偿控制,可以提高水下机器人作业和收放的安全性能.该文建立了液压绞车的主动升沉补偿控制模型,通过测量母船升沉运动进行主动升沉补偿控制,并采用了前馈控制器以提高液压绞车的响应速度.试验表明,液压绞车主动升沉补偿前馈控制可以得到较高的水下机器人升沉补偿效率.     

矿用绞车控制系统的优化设计

以当前应用效果最佳的无极绳牵引绞车为对象,在分析各种调速方式及控制系统的基础上,提出了变频液压调速方式,并对该控制系统的马达、泵及电机进行选型,并设计与其相匹配的PID控制器,对PID控制器中的关键参数进行优化。经优化后矿用绞车控制系统能够使绞车调速控制无超调及波动现象发生,能够满足实际生产的控制要求。     

水下柔性驱动小车受限运动控制研究

针对一种水下柔性驱动轮式小车进行了小车在水下受限空间中的运动控制研究,在特定控制任务的要求下,提出了一种基于F+PID 模糊切换控制的复合速度控制策略。该策略利用模糊控制方法,克服柔性牵引机构及液压系统中存在的柔性变负载、参数时变以及滞后非线性等难点, 同时结合常规PID算法进行切换控制,消除了系统静差及盲区,弥补了模糊控制方法中存在的稳态精度不高的缺陷。另外,针对小车稳定运行阶段出现的冲击变负载,增加冲击补偿控制,有效削弱了小车速度抖振,提高了鲁棒性。全数字仿真及半实物仿真结果表明了该方法的可行性。     

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。     

基于Smith模糊PID控制算法的炉温控制系统

针对电加热炉温度控制系统,研究了Smith模糊PID复合控制方法.该控制方法利用Smith预估算法克服纯滞后,利用模糊控制来提高系统的鲁棒性,利用PID控制来提高稳态精度.在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明复合式控制器具有良好的稳定性和鲁棒性.实际运行结果也表明,对于大时间滞后的电加热炉温控系统是一种实用而简便的控制方法.     

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。     

JKY型矿井液压绞车自动控制设计分析

针对矿井液压绞车开环控制系统缺乏反馈功能,稳定性、可靠性低等问题,提出了以单片机和PID控制器为核心的液压控制系统。并对液压绞车的提升、下降和制动自动控制流程和元件进行了分析,仿真模拟研究了自动控制下改变速度对电机转速的影响。结果表明,该液压自动控制系统可以对液压绞车运行速度进行调节,使得JKY型液压绞车运行稳定可靠,这对矿井提升运输具有重要的生产意义。     

模糊控制在可靠性强化试验设备中的应用研究

在对可靠性强化试验设备温/湿度控制系统的工作机理进行分析的基础上,针对系统的特点,提出了采用比例控制结合模糊PID自适应控制(P-Fuzzy PID)的双模控制器,并且运用Matlab软件对简化的温/湿度控制系统进行了仿真.结果表明,针对时延、迟滞系统,P-Fuzzy PID双模控制器具有较好的动、静态性能.