时滞系统PID控制器内模整定方法的扩展

基于内模控制（ＩＭＣ）的ＰＩＤ控制器设计方法只有一个整定参数，其整定参数直接与闭环响应速度和控制回路的鲁棒性有关。对于时滞系统，如果使用非对称的二阶Ｐａｄｅ近似代替，则能导出一个简单的二阶控制器形式，而不会使控制器变得复杂，并且模型匹配和控制器整定将获得有意义的改善，特别是对时滞较大的系统。     

基于Matlab的PID参数整定仿真及分析

PID控制器结构和算法简单,应用广泛,但参数整定方法复杂,通常用凑试法来确定。文中探讨利用MATLAB实现PID参数整定及仿真的方法,并分析、比较比例控制、比例积分控制和比例微分控制,探讨了KP、TI、TD3个参数对PID控制规律的影响。     

针对大时滞的改进ITGC控制算法及参数优化研究

在大时滞过程下传统ITGC(智能轨迹导引控制算法)存在控制效果不佳及参数整定困难的问题,为此设计了一种改进ITGC控制器,并对其控制参数基于PSO算法寻优选定。该方法首先在设定值后引入无滞后导引过渡过程来克服系统的滞后,实现定性合理的超前粗略调节;然后在其位置项上引入估计滞后来实现位置项偏差的实时微调;最后以ITAE作为评价指标函数,采用PSO算法进行参数寻优。仿真结果表明,IMP-ITGC-PSO较传统的ITGC增强了鲁棒性且扩大了适用范围,具有良好的现实应用前景。     

小波变换在过程控制系统PID参数整定中应用的仿真研究

过程控制系统通常使用PID控制器来稳定系统性能。PID控制系统结构简单,倘若参数整定合适,系统将具有较强的鲁棒性。但是,在实际系统中,由于参数调节不合适,将会导致系统持续振荡。对于过程系统数据,应用小波变换后,可以确定精确的时滞时间,从而可以更好地进行参数整定。     

基于GA参数整定的时变时滞系统灰色预测控制

针对一类数学模型未知且存在时变时滞的复杂系统,提出一种基于遗传算法参数整定的灰色预测控制方法;该方法采用BP神经网络对系统的时变时滞进行辨识,利用灰色预测算法对系统的输出进行预测,进而使用基于遗传算法整定PID控制器对系统进行输出反馈控制;该方法将灰色预测算法与遗传算法相结合,有效提高了控制器的自适应性;通过仿真实例,结果表明该方法能够对具有大时滞、大惯性、模型不确定等特点的复杂系统进行有效地控制;该方法是可行的、有效的.     

基于ICAS算法的原动机仿真系统PI参数整定

原动机仿真系统是模拟原动机调速系统对电力系统机电暂态影响的重要装置,其速度电流调节器的参数设定长久以来主要依靠工程经验和反复修正得到,不仅耗时费力、准确度差,而且对装置的运行造成很大影响。新引入的遗传算法又存在早熟、收敛性差且不易于工程人员理解和参数辨识等问题。本文在分析得出速度电流综合调节器的本质为PI调节器的基础上,提出一种改进的混沌蚁群算法,以ITAE指标为目标函数对其比例系数K_p和时间常数τ_L进行整定。针对原动机仿真系统装置运用MATLAB编程比较传统算法、遗传算法和ICAS算法的控制效果,验证了该算法对PI参数整定的优越性。     

基于遗传算法优化的跳汰机排料系统PID控制仿真

针对传统PID控制方法应用于跳汰机排料系统时难以获得最优控制参数、控制效果差的问题,提出一种基于遗传算法的PID控制参数优化方法,介绍了基于遗传算法优化的PID控制结构、参数优化方法及步骤,并以某矿井跳汰机排料系统为例,对基于该方法的PID控制器的控制性能进行了仿真研究。仿真结果表明,该方法能够实现PID控制参数的在线优化,收敛速度快,具有较强的鲁棒性;基于该方法的PID控制器具有良好的动、静态性能,无超调现象,控制精度高。     

中小型企业污水处理自动控制系统的研究

本文依据国家污水排放指标，并结合企业的实际情况，设计了一套采用生化方法与自动控制技术相结合的全自动污水处理系统。根据系统工艺的要求，推导出一组由对象参数确定PID参数的整定式。并考虑到污水处理过程中各环节数学模型参数时变的特点，提出了智能控制策略，并采用MATLAB进行仿真，给出仿真结果和理论研究，很好的控制了参数的变化，使污水排放达到国家规定的标准。     

直接蒸汽加热器温控系统的仿真研究

针对直接蒸气加热器出口温度具有非线性、时生性、大滞后等特点,建立了直接蒸汽加热器温控系统的数学模型.提出了一种模糊PID温度控制方案,它将常规PID控制和模糊控制二者优点相结合,利用模糊控制规则对PID参数进行自整定,有效提高了系统的抗干扰能力和适应参数变化的能力,保证了加热器出口温度的精确控制.MATLAB仿真结果证明了该方案的正确性和实用性.     

时滞系统PID 控制器增益的稳定范围研究

基于逆Nyquist 曲线，提出一种时滞系统在PID 控制下确定增益稳定范围的方法．根据时滞系统的逆 Nyquist 曲线特征和广义Hermite-Biehler 定理，确定用于判断系统稳定性所需的频率范围，以及该范围内逆Nyquist 曲线上两类关键点的横坐标．关键点将PID 增益分成若干区间，通过纵向直线与逆Nyquist 曲线的交点数，以及文 中给出的一个推理和两个定理，可判断PID 增益稳定的范围．该方法能有效解决时滞系统在PID 控制下增益稳定范 围的确定问题．     

不确定分数阶时滞系统的鲁棒稳定性判定准则

基于退化分析方法提出一种判定准则, 用于分析不确定分数阶时滞系统的稳定性. 介绍一种分数阶积分算子的有理逼近方法, 在此基础上采用整数阶系统逼近分数阶系统, 从而将难以判定的分数阶系统稳定性问题转化为由逼近偏差作为不确定项的整数阶系统稳定性问题进行处理. 利用积分不等式法研究逼近系统稳定性, 得到LMI 形式的稳定性判据. 仿真结果表明, 所提出方法能够有效分析这类系统的稳定性.

     

Stabilizing and robust fractional order PI controller synthesis for first order plus time delay systems

For all the stable first order plus time delay (FOPTD) systems, a fractional order proportional integral (FOPI) or a traditional integer order proportional integral derivative (IOPID) controller can be designed to fulfill a flat phase constraint and two design specifications simultaneously: gain crossover frequency and phase margin. In this paper, a guideline for choosing two feasible or achievable specifications, and a new FOPI/IOPID controller synthesis are proposed for all the stable FOPTD systems. Using this synthesis scheme, the complete feasible region of two specifications can be obtained and visualized in the plane. With this region as the prior knowledge, all combinations of two specifications can be verified before the controller design. Especially, it is interesting to compare the areas of these two feasible regions for the IOPID and FOPI controllers. This area comparison reveals, for the first time, the potential advantages of one controller over the other in terms of achievable performances. A simulation illustration is presented to show the effectiveness and the performance of the designed FOPI controller compared with the optimized integer order PI controller and the IOPID controller designed following the same synthesis for the FOPI in this paper.     

二阶滑模控制在远程网络控制时滞系统中的应用

针对直流无刷电机的远程网络控制系统中的控制时滞和参数不确定的问题,采用线性非奇异变换将控制存在时滞的线性系统转化为无时滞系统;借助于二次型时间最优的方法,利用二阶超螺旋算法,设计出简单、易于实现的二阶滑模控制器。仿真结果表明,二阶滑模变结构控制器的有效性和正确性,算法对负载和参数的变化具有很强的鲁棒性。     

Oscillation criteria for second order quasilinear neutral delay differential equations on time scales

In this paper, we consider the second-order quasilinear neutral dynamic equation

(r(t)|Z^Δ(t)|^α−1Z^Δ(t))^Δ+q(t)|x(δ(t))|^β−1x(δ(t))=0,     

Corrections on ‘Commutativity of second order time varying systems’

In a recent investigation of the conditions for the commutativity of time varying linear systems (Köksal 1982), the casθb ₁?αa ₁=0 was overlooked, and as a result of this some incomplete and wrong results were obtained. In this contribution, these results are corrected and summarized in the form of a main theorem, and an extension to higher order systems is indicated.     

Frequency domain subspace identification of commensurate fractional order input time delay systems

A frequency domain subspace identification of fractional order systems with input timedelay is studied in this paper. A new identification method, which combines the merits of differential evolution (DE) algorithm and subspace identification algorithm in frequency domain, is presented. For the optimal search of fractional commensurate differential order and time delay parameters, the DE algorithm is applied. For fixed fractional commensurate differential order and time delay, subspace method is performed to obtain the state space model. Simulation results validate the proposed fractional order system identification method.     

A new control method for MIMO first order time delay non-square systems

This paper proposes a new method using internal model control (IMC) to design Smith delay compensation decoupling controller for multivariable non-square systems with transfer function elements consisting of first order + time delay. This proposed method is applied to a shell control problem in multiple-input-multiple-output (MIMO) first order plus dead time non-square systems in which the number of input variables exceeds the number of output variables, with input and output variables being 3 and 2 respectively. This method does not only dynamically compensate for shortcoming caused by static decoupling but also overcomes the impact of model error on system performance caused by model approximation and uncertainty. In other words, the design method proposed in this paper is capable of significantly improving dynamic quality and robustness of the control system as can be seen from the simulation results. Moreover, this new method is simple and easy to implement. Integral of squared error (ISE) performance criterion is employed to quantitatively evaluate the design method.     

Stability properties of second order delay integro-differential equations

A basic theorem on the behavior of solutions of scalar linear second order delay integro-differential equations is established. As a consequence of this theorem, a stability criterion is obtained.     

一阶时滞系统线性自抗扰控制器参数稳定域分析

当使用线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection controller,LADRC)控制时滞系统时,闭环系统的稳定性与控制器参数的选取有较大的关系.如何定量求取线性自抗扰针对时滞系统的参数稳定域还没有有效的方法.本文针对线性自抗扰控制器控制一阶时滞系统,利用双轨迹法精确求解出了线性自抗扰控制器参数的稳定域.该方法利用双轨迹的图形性质,有效地将求解具有时滞的控制系统闭环特征方程根的分布问题转化为求解双轨迹交点频率的问题,从而得到能够保证闭环系统稳定性的控制器参数稳定域.求得的稳定域为时滞系统线性自抗扰控制器的整定提供了理论依据.仿真结果验证了所提出方法的有效性.