用无模型控制方法改善DCS的基础控制

目前大量应用的集散型控制系统DCS存在的问题,影响了其应用效果。这些问题主要表现在其基础控制部分的PID控制方法对复杂对象的不适应性。因此,说明了基础控制部分实现闭环稳定控制的重要意义,指出了无模型控制方法是基础控制部分实现闭环稳定控制的好方法。介绍了无模型控制方法在过程控制中成功应用的实例,并提出了把现有DCS改造成基于无模型控制方法的DCS的建议。     

无模型控制方法性能分析

无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,因为其具有适应性、抗干扰能力、解耦性能和强制稳定能力等一系列优秀的性能.从理论上对这些性能进行分析十分必要,但比较困难,因此,介绍对无模型控制方法某些重要性能通过仿真分析的结果.因为目前在工业过程控制中所应用的控制器90 %以上是PID调节器,所以仿真采用了与PID调节器相应性能进行比较分析的途径.仿真结果说明了无模型控制方法在适应性、抗干扰能力、解耦性能和强制稳定能力等方面都强于PID调节器.另外,对所设计的仿真系统进行了简单的介绍.     

无模型自适应控制对自动化行业的冲击

被称为“下一代主流控制器”的无模型白适应（Model—Free Adaptive,MFA）控制技术,有能力控制时变和多变量过程而无需建立复杂的数学模型或作参数整定。     

阶梯式模型预测控制中控制权重的下限值研究

为了研究控制权重在预测控制器中起作用的范围与其余控制器参数的关系，对于阶梯式动态矩阵控制，通过一个中间变量，间接研究了控制权重λ的下限值与预测步长和阶梯因子的关系．在一定范围内，该下限值对参数变化很敏感，并出现很陡的峰值，此时可去掉控制加权项，其功能由阶梯因子来部分承担，来改善系统闭环性能．本文的研究结果可以指导控制权重λ的取值以及进一步简化算法．     

无模型控制方法对多变量耦合系统控制的应用研究

以工业生产中具有耦合环节的控制问题为背景，讨论了多变量耦合系统的控制问题．指出各环节之问的耦合可以看成是相互问的干扰，因而克服耦合问题则变成抑制干扰的问题．无模型控制方法具有较好的抑制干扰的能力，用无模型控制方法对多变量耦合系统进行控制可收到良好的效果．     

无模型控制方法在复杂大时滞系统控制中的应用研究

大时滞系统的控制问题是过程控制中的难题,复杂大时滞系统的控制更为困难。本文指出大时滞系统往往是更复杂大系统的子系统,所以必需从与其它子系统联系的观点来处理此类问题,本文讨论了复杂大时滞系统的控制问题,给出了应用无模型控制方法解决这类问题的一种方案．并列举了这种解决方案的成功应用的实例。     

基于PID参数整定的无模型自适应控制器参数整定方法

本文针对一阶线性时不变(FOLTI)系统, 将常用的比例–积分–微分(PID)控制器参数整定方法推广到无模型自适应控制(MFAC)参数整定中, 利用PID控制参数整定方法整定直接型MFAC方案的伪梯度初值, 以期改变MFAC控制律初始参数的试凑式选取, 提升MFAC应用的方便性和可接受性. 通过仿真, 验证了所提伪梯度初值整定方法的有效性, 并对比了FOLTI系统的系统参数和系统结构发生变化后, 应用MFAC与PID控制的性能差异.     

非线性系统的无模型控制方法

非线性系统广泛存在于各种实际问题中,但是建立复杂非线性被控对象的精确数学模型往往是很困难的,对非线性系统实现稳定控制是过程控制工程中的一项困难的课题。无模型控制方法是以非线性途径设计出来的,因而用它来控制某些非线性复杂对象时,表现出了它的优良控制品质。主要说明了无模型控制方法实现了智能推理算法化,不同于一般的智能控制算法,同时分析了无模型控制律对非线性被控对象收敛的快速性,通过具体的工程实例说明了无模型控制方法在非线性系统中的成功应用。     

无模型自适应模糊算法的多晶硅棒温度控制

多晶硅还原炉硅棒表面温度控制既要保证硅棒表面在最佳反应温度,又不要使其波动较大。由于多晶硅生产过程中的气相沉积反应使硅棒电气结构发生变化,因而存在很强的耦合作用和非线性特性。提出了以无模型自适应模糊控制器为主控制器,以PI为副控制器的双闭环结构的控制系统,采用基于无模型自适应控制器的结构,根据无模型自适应控制器的参数学习因子和步长序列对系统动态性能影响趋势,使用模糊自适应方法,通过模糊规则在线修正无模型自适应控制器的学习因子和步长序列两个参数,使温度控制系统既能保证收敛稳定性,又能提高系统对于温度控制的动态性能。仿真结果表明了该控制方法的有效性。     

无模型控制方法在化肥生产中的应用

硝酸氨生产中和过程pH值控制对于产品质量有很大的影响 .对这个过程的精确控制一直是硝酸氨生产中的一个难题 .原因在于中和过程是一个强非线性大时滞过程 .在合成氨生产中几乎所有的合成氨装置对氢氮比的控制都存在一定的问题 ,氢氮比系统是一个超大时滞系统 ,PID调节器对这种过程实现稳定闭环控制几乎不可能 .用无模型控制方法借助于它的强有力的控制功能 ,对上述两个过程实现了闭环稳定控制 ,并对无模型控制方法在上述两个过程中的成功应用进行了分析与介绍     

无模型控制系统在加热炉温度控制上的应用

锦西石化分公司南蒸馏DCS使用的是FOXBORO公司的I／A控制系统,它的基本环节的控制算法是古典的PID算法。这种算法对于线性非时变系统,控制效果良好。但对于某些复杂环节,诸如非线性、大时滞、时变、强耦合系统,控制起来很难。为此。使用无模型控制系统来控制加热炉的温度,收到了满意的效果。     

无模型控制律串级形式及其应用

无模型控制律在炼油、化工、电力、轻工等领域应用获得了良好的效果．应用的方式许多是串级形式．将对无模型控制律的串级形式进行分析,指出这种形式是对具有干扰的大时滞系统控制的一种有效的方法,给出了在加热炉、氢氮比控制中成功应用的实例．     

无模型控制方法控制功能的分析研究

无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,从控制律的适应能力、收敛性能、抗干扰性能、解耦性能及克服大时滞的性能等5个方面分析了无模型控制方法的控制功能.把经典的PID调节器作为基本的比较对象,采用仿真比较和理论分析相结合的方法进行比较研究.分析与比较结果表明,无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,即适应性功能、收敛性能、抗干扰、解耦功能及克服大时滞功能.     

无模型控制律的基本形式收敛性分析

在实时建模与反馈控制一体化的思想下,利用"泛模型的基本形式",对无模型控制律的收敛性进行了定量和定性的分析,给出了控制律收敛的必要条件、特征参量选择方法以及影响收敛特性的因素.从理论上,进一步证明了无模型控制器设计方法的合理性,并为控制器的设计提供理论依据.分析结果表明了在考虑控制系统设计的建模问题时,可以脱离开"先建模后设计"的经典途径,只要从所谓的泛模型出发,所设计的无模型控制律的收敛性将得到保证.     

无模型自适应控制在飞机防滑刹车中的应用

针对飞机防滑刹车系统的复杂性和非线性,在分析滑移率控制式飞机防滑刹车系统的工作原理基础上,提出了一种基于无模型自适应控制的飞机防滑刹车控制算法;该算法无需精确的动力学模型,直接利用输入输出信息实现飞机防滑刹车的最佳滑移率控制;仿真结果表明:采用无模自适应防滑刹车控制算法,在5s之内就能获得稳定的滑移率,为提高飞机刹车的效率提供了一条新的思路。     

三自由度直升机的无静差预测控制

直升机飞行系统属于典型的多输入、多输出系统,是一种较为复杂的被控对象。针对Googol三自由度直升机系统,通过分析其动力学特性,发现线性化模型在重力方向上存在误差,该误差会造成预测控制算法的静差;在设计无静差预测控制器的基础上进行闭环控制实验,同时结合实际情况对输入量加入硬约束。结果表明:在该控制器的作用下直升机能够稳态无静差地跟踪参考轨迹;并检验了扰动情况下控制器的控制效果,亦表明控制器具有良好的鲁棒性。     

无模型控制器的应用

无模型控制器在炼油、化工、电力、轻工等领域应用获得了良好的效果。介绍了无模型控制器在各领域的一系列应用实例，并对在应用中取得良好效果的原因进行了分析。指出无模型控制器是一种结构自适应控制器，它是“建模与控制一体化”，冲破P、I、D和线性框架的束缚的产物。     

孤岛模式下VSG的转动惯量无模型自适应控制

频率稳定是微网在孤岛模式下稳定运行的关键。由于传统下垂控制的转动惯量固定,当微网中接入时变负载时无法满足系统的频率稳定需求。针对传统控制方式的不足,提出虚拟同步发电机的转动惯量无模型自适应控制。首先,分析在孤岛模式下的传统虚拟同步发电机控制算法的角速度变化率的抑制效果和恢复时长;其次,设计无模型自适应控制器并证明控制算法的收敛性;最后,利用MATLAB/Simulink搭建虚拟同步发电机模型,通过对比几种转动惯量控制算法的实验波形,证明转动惯量无模型自适应控制算法能够有效改善微网的稳定性,并提高系统的动态性能。