多变量解耦内模控制器的设计

针对一般多变量解耦控制器将解耦与控制器分别设计所造成的误差问题,提出将内模解耦与控制器一起设计的多变量解耦内膜控制器设计方法.该方法让控制器同时扮演解耦补偿器和内模控制器的角色.首先通过解耦分析和稳态误差分析,使得控制器的设计过程不需要对模型进行降阶就可达到理想的控制效果,再详细推导控制器的设计,得到控制器设计的一般通式,保证了控制器的物理实现,同时增强了系统的鲁棒性.仿真结果表明,该控制器较一般的解耦控制器鲁棒性好,设计简单,是消除多变量系统的解耦过程与控制器设计之间误差的一种可行方法,且该方法已在燕山石化常减压项目得到应用,效果非常好.     

基于PID网络的航空发动机多变量系统解耦控制

研究飞机发动机稳定性控制问题,由于航空发动机是多变量系统,各同路间存在耦合现象,影响系统稳定性能.为保证飞行可靠性,提出采用PID网络设计航空发动机多变量系统的解耦控制器.根据发动机的工作原理及变量选择的一般原则,利用改进的最小二乘法拟合建立发动机四变量小偏差状态模型,并添加动量PID网络设计航空发动机四变量系统的解耦控制器进行仿真.结果表明,建立的航空发动机四变量系统解耦控制器具有解耦性强、调节时间短、精度高等特点,满足航空发动机控制器设计的要求,为设计提供了科学依据.     

大系统的常规控制系统结构设计

流程工业中的高维多变量系统也称为过程大系统。一般对大系统采用集中控制策略,但集中控制系统设计的复杂性加上现场工程师对其不熟悉,使得集中控制难以大规模应用;大系统也可以采用完全分散控制,完全分散控制虽然易于实现,但目前来说,完全分散控制的系统结构设计方法主要针对简单的单回路控制,已难以满足日益复杂的工艺和控制要求。本文介绍了非方系统的平均频域相对增益阵,针对大系统提出了主要被控变量、次要被控变量、可调操作变量和非可调操作变量的概念,由此将系统划分为多个子系统,分别对各子系统进行变量配对分析,提出了一种可兼容单回路控制、串级控制、前馈控制的综合复杂控制结构设计方法,对配对到同一个输入变量的两个输出变量进行串级控制结构设计,配对到同一个输出变量的两个输入变量进行前馈-反馈控制结构设计。最后通过实例分析说明了本文提出的大系统的控制系统结构设计方法能够得到合理的变量配对,并且具有良好的控制性能。     

一般控制体系中干扰衰减问题的解决

在系统性能变量作为反馈输入的情况下,假设所有信号都是标量,发展了一般反馈系统基本设计限制的理论。为了把该理论延伸到性能变量不能用作反馈输入的系统,设计了一个常态控制器用来解决一般控制体系中干扰衰减问题。在控制结构基础上,要注重相对于性能输出的传感器的位置,以及相对于外部输入的激励源的位置等。除了在测试输出性能时存在折中外,在扰动衰减和鲁棒稳定性之间也可能存在折中。     

多变量系统控制器的参数满意优化设计

为了将满意优化拓展到多变量系统中以解决多变量控制系统线性二次型(LQ)控制器设计中加权系数阵确定难的问题,提出多变量系统满意优化设计方法,通过设计满意度函数,构造出多变量系统的满意优化数学模型,并用改进遗传算法实现二级倒立摆系统LQ控制器满意优化设计.仿真结果显示,系统具有更满意的综合性能指标.证实了该方法的有效性和实用性.本文的研究对多变量系统优化设计具有一定的参考价值.     

用Lyapunov方法设计机器人操纵系统的自适应控制器

目前,根据一般自适应控制理论,采用 Lyapunov 直接法已经设计出应用于机器人操纵系统的两种不同的自适应控制器。本文提出了一种改善了的多变量系统瞬态响应和收敛速度的方法和控制器。     

预测控制 第六讲 多变量系统的解耦预测控制

预测控制──第六讲多变量系统的解耦预测控制成都电子科技大学（成都）周云钟上一节以多变量系统的动态矩阵控制讨论了多变量系统的预测控制问题。本讲介绍多变量系统的一种新的预测控制方法，即频域解耦、时域预测与优化的算法。１多变量系统的频域解耦设计设一个ｍ输入...     

多变量V规范型解耦控制系统设计

本文提出多变量系统部分变量前置V型解耦,部分变量后置V型解耦的设计方法。并就某电厂三输入、三输出磨煤机系统,设计解耦控制系统,给出了仿真结果。     

多变量模糊神经网络控制器的研究

提出一种MIMO系统的模糊神经网络控制器结构,阐述了基本设计思想和具体算法过程。应用实例仿真结果表明,它可用于控制强耦合带时延多变量系统,并使系统具有良好的动态和静态性能。     

多变量系统的内模原理——一种频域方法

本文用频城方法分析了用一般微分算子表示的多变量结构无静差系统的性质,给出了内模原理的频域形式,说明了开环系统存在结构无静差补偿器的充分必要条件,提出了设计结构无静差补偿器的方法。     

一个基于优化的控制系统设计软件OPCAD-AP

多变量控制系统的设计可通过半无限维优化方法来完成。本文阐述了这种新的计算机辅助设计技术的思想、特点和现状,并介绍了我们在外围数组处理机的环境中建立的优化设计软件OPCAD-AP。该软件可完成多变量系统和单变量系统某些设计任务。例题说明了软件的可靠性。     

单纯形法设计L~1优化控制器初始基本容许解的确定

本文根据与L~1优化设计问题等价的线性规划问题具有的对称结构,给出了一种确定初始基本容许解的方法。对于单变量系统和线性加权法多变量系统L~1优化设计问题,不须引入人工变量,对多变量系统L~1优化的min-max解法只需引入部份人工变量,並且引入的方法也具有特色。     

基于智能采集模块的MIMO控制系统的设计

介绍了多输入多输出(multi-input and multi-output,MIMO)计算机过程控制系统的硬件组成及功能,给出了系统硬件设计的核心部件智能采集模块的应用及系统的工作原理.结合实际系统运用开发的应用软件进行调试及性能测试,表明基于智能采集模块设计的多变量计算机控制系统能满足性能要求,且实现了各变量之间的弱关联.该系统的设计为多变量解耦算法的研究,冗错技术,整体性及先进高级控制算法模拟研究提供实验平台,填补了该方面的空白,具有一定的创新价值.     

多变量多时滞系统的前馈补偿解耦及IMC-PID控制

多变量系统控制器设计中遇到的主要难题是多时滞和强铰链耦合问题;对于非奇异方阵系统,根据解耦理论通过串级前馈时滞补偿器将原系统解耦为多个单变量小时滞系统,运用模型降阶技术,将解耦后的复杂单变量小时滞系统逼近为FOPDT(一阶环节+延时)形式,采用IMC控制策略实现多个单变量系统单位反馈控制,运用了麦克劳林级数展开式,通过相应项系数的比对得到了传统PID控制器;仿真分析表明了该方法能够有效性地补偿系统时滞,同时现实解耦;解决了多变量多时滞系统控制器设计复杂性的难题,有一定的工程参考价值。     

参数有容差的鲁棒性补偿器的设计

近年来多变量系统的鲁棒性设计引起了普遍的关主,但由于补偿器参数的不确定性对闭环系统鲁棒性的影响,却尚未得到充分的讨论。此文就这一问题进行了初步探讨。文中首先论述了在设计多变量系统鲁棒性补偿器     

大型再沸油加热炉的多变量控制系统设计

本文对一个大型再沸油加热炉多变量控制系统进行了设计。由于被控对象是具有大时延的多变量过程,因此采用了多变量 Smith 预估器作时延补偿和多变量频域法(逆 Nyquist 阵列法)进行计算机辅助设计的手段。仿真结果表明:所设计系统变量间的关联已被有效地抑制;采用时延补偿使系统的动态特性有较明显的提高;而对于一定程度的模型失配,系统也有良好的鲁棒性。本设计方案已在现场实施。     

多变量H∞最优敏感性控制器的解耦设计方法*

本文提出了一种用H~∞控制理论设计多变量系统的最优敏感性控制器的方法。方法通过敏感性函数矩阵解耦,将多变量系统的H~∞最优敏感性设计问题化为若干个单交量的同样问题。文章证明了系统的解耦最优敏感性是唯一的;给出了在多变量情况下如何用真的次优控制器近似非真的最优控制器的方法;最后用算例说明了设计过程。     

l1鲁棒综合指标控制器的优化设计

本文讨论具有鲁棒稳定性和抗持续有界扰动的控制器设计问题.提出了一种新的综合 灵敏度指标函数,这种指标函数既可用于单变量系统也可用于多变量系统.通过选择权系数, 设计者可对鲁棒性和抗扰性灵活地进行加权,并给出了把这种l1综合指标优化设计问题转化 为一般l1优化问题求解的方法.     

基于期望控制函数频率特征的解耦多变量控制

提出一种简单的解耦多变量系统比例积分微分(PID)控制器设计方法;首先,将多变量过程前馈解耦为多个独立单回路系统,利用解耦器对角环节保证解耦器的稳定性和可物理实现性;其次,针对每个已解耦单回路系统,提出同时考虑设定值跟踪、扰动抑制和鲁棒稳定性要求的期望闭环传递函数,由此得到期望控制函数,并基于期望控制函数的频率特征快速获取PID控制参数;最后,示例了解耦多变量控制器的设计过程;仿真结果表明该解耦PID设计法对一般多变量时滞过程的控制是有效的。     

第五讲 多变量系统的预测控制（一）

第五讲多变量系统的预测控制（一）电子科技大学（成都）周云钟现代工业过程往往是复杂的多输入／多输出系统，即多变量系统。多变量系统由于输入、输出之间存在着耦合，因而控制要复杂得多。对多变量系统的预测控制也由于预测与误差校正的复杂而导致控制系统设计的复杂性...