基于串级无模型自适应的外传子永磁同步电机跟踪控制

为解决现有煤矿皮带机传动系统占地空间大、传动效率低、维护频度高等问题,提出一种外转子永磁同步电机(outer-rotor PMSM)直接驱动结构,并将一种串级结构的无模型自适应控制算法应用到皮带机驱动电机的速度控制中。根据矿井皮带机的运行要求,给出该电机详细的设计参数和数学模型,设定了启动和稳态时的理想速度曲线。利用无模型自适应控制算法设计出串级无模型自适应控制律,并给出串级控制系统结构图。通过Matlab软件对外转子PMSM在煤矿皮带机的直驱伺服系统按照理想的启动“S”型曲线进行仿真,其结果表明：串级无模型自适应控制算法降低了速度跟踪误差,提高了调速控制精度,有效地抑制了系统噪声和负载变化带来的干扰,实现了皮带机良好的启动和稳态特性。     

基于神经网络模型辨识的串级控制系统传感器容错技术研究

本文根据控制律重构设计的思想，提出了串级控制系统主动容错方案。在工业过程中串级控制系统发生传感器失效故障的情况下，利用人工神经网络在线辨识被控对象模型，在故障诊断系统输出的故障信息驱动下，实现控制律在线重构设计，使工业过程在重构的控制系统控制下稳定工作，保证性能指标。最后，以一个串级控制回路为对象进行了仿真验证，结果表明上述方案达到比较满蔷的容错控制效果。     

基于PID串级液位控制的MATLAB仿真系统

本文设计了基于PID串级液位控制的MATLAB仿真系统,利用自动控制技术,实现对三级水箱液位进行串级控制的仿真测试,并且建立三容水箱的模型,采用实验建模法求取模型的传递函数,通过MATLAB软件对PID串级液位控制过程进行仿真,验证了串级控制对提高系统性能的作用。     

无模型控制律功能组合部分构成与分析

通过分析基本无模型控制律对复杂被控系统进行控制时存在的不足,说明了无模型控制律中包含功能组合部分的必要性。进而介绍了功能组合部分的构成,讨论了无模型控制律中增加的功能组合部分的功能和作用。采用系统仿真的方法对完善后的无模型控制律的收敛性、适应性、克服大时滞能力及解耦能力等性能进行了分析,并介绍了完善后的无模型控制律在实际应用中的两个应用效果的例子。结果表明,功能组合部分的增加,提高了无模型控制律的收敛性、适应性、克服大时滞能力及解耦能力等性能。     

一类状态时滞广义串级控制系统的H∞镇定

针对一类具有状态时滞的广义串级控制系统,研究其H∞控制问题.考虑到当非零扰动作用于系统时采用静态反馈控制对于被控对象的输出具有不足性,从而将串级控制应用于具有状态时滞的广义系统中,并且建立了闭环广义串级控制系统新的模型.提出的方法着重在于串级控制在广义系统中的应用.利用线性矩阵不等式方法得到了相应系统正则、无脉冲和稳定的条件,并进一步利用得到的条件给出了相应的H∞稳定控制器设计方法.最后通过仿真实例说明了所提方法的有效性.     

一类非确定欠驱动系统的串级模糊滑模控制

本文针对一类含有非确定项的欠驱动系统提出了一种串级模糊滑模控制方法.该方法先选取状态变量中两个相关联的系统状态构造第一级滑动平面,然后将第一级滑模函数作为一个广义状态,与剩下系统状态中的一个状态构造第二级滑动平面,直到所有的系统状态都包含在内构造最后一级滑动平面.同时考虑到系统模型中存在的不确定项,利用模糊逻辑的逼近功能进行估计,文中采用Lyapunov方法求取了控制器的控制律以及模糊逼近的有关参数的自适应律.该串级模糊滑模控制器能够保证各级滑动平面的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.     

基于DMC-PID串级控制的无人机迎角自动控制系统

预测控制是近年来在工业过程控制中得到广泛重视和应用的一类新型计算机控制算法。它有良好的动态响应、跟踪性能和鲁棒性,但抗干扰性不够理想。介绍了将DMC-PID串级控制技术应用到无人机无动力飞行时的自动着陆阶段迎角自动控制系统。仿真结果表明,DMC-PID串级控制系统总体性能上优于PID-PID串级控制系统,集中了预测控制系统和PID控制系统的优点。     

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.     

电加热微型反应器的串级自适应预估控制

针对电加热反应器这类大惯性对象,提出了一种基于参考模型的串级自适应预估控制算法,它用反应器壁温预估反应器内温,通过自适应律消除预估误差。实验表明这种算法可以很好地克服对象的惯性,对于串级大惯性对象具有很好的控制作用。     

基于LabVIEW的空调串级模糊控制方法研究

中央空调系统作为智能建筑内部主要能耗设施,如何优化管理其设备运行,从而降低能耗是目前智能建筑应用的热点问题之一。以虚拟仪器(LabVIEW)为平台,设计了一种空调串级模糊控制系统,利用两级模糊控制算法对空调系统的设备运行进行控制。实验表明,利用串级模糊控制方式,对复杂模型对象控制精确度高,滞后、超调量少,且具有自适应性,应用在空调系统中能够节约能耗。     

基于内模控制的PID控制器的设计

基于内模控制原理,针对典型的工业过程对象,给出了PID控制器的设计方法,并根据现代控制理论的观点,证明了该方法符合线性二次型最优控制的选型原则,将该方法应用于典型的工业过程对象的仿真研究,结果表明所设计的PID控制系统,只有滤波器的时间常数是需要整定的参数,方法比较简单,并且在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。此外,该方法在现有的可编程控制器(PLC)、智能仪表、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统中都很容易实现,无需增加硬件投资,具有较高的工程应用价值。     

无模型控制方法的应用研究

以某玻璃厂熔窑控制系统为例,讨论无模型控制方法在工业现场应用的某些问题.无模型控制系统可以和DCS联合使用,来加强DCS的控制功能,也可以作为一个独立控制系统来使用.实践证明,利用建模与控制一体化和功能组合思想设计的无模型控制方法,对难控回路的控制效果,明显优于传统的PID控制器.     

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。     

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．     

Analytical method of PID controller design for parallel cascade control

An analytical method of PID controller design is proposed for parallel cascade control. Firstly, a general structure for parallel cascade control is proposed that takes both setpoint and load disturbance responses into account. Analytical tuning rules for the PID controllers are then derived for the general process model by employing the IMC design procedure. The proposed method offers a simple and effective way to obtain the PID controller rules for parallel cascade control system which takes into account the interaction between primary and secondary control loops. The simulation results illustrate the application of the proposed method and demonstrate its superiority compared to several alternatives.     

高阶不确定系统的线性串级自抗扰控制

自抗扰控制是我国著名学者韩京清原创的先进控制技术,本文针对自抗扰控制(ADRC)在高阶系统应用中控制器设计和参数整定问题,提出了串级自抗扰控制(CADRC). CADRC把高阶被控对象分解为含确定性部分和含总扰动的低阶部分的串联组合,采用由内环和外环组成的串级控制系统来完成控制.该CADRC方案的内环采用内模控制,外环采用经典ADRC.外环ADRC的被控对象是一个等效的低阶系统,可以采用带宽法进行整定,而内环的内模控制采用高阶低通滤波器进行回路成形设计和参数整定.仿真研究表明,所提出的方法是有效的,具有良好的工程应用前景.     

Constructive control of continuous polymer reactors

The problem of controlling (possibly open-loop unstable) continuous free-radical solution polymer reactors with temperature, level and flow measurements is addressed. The application of a nonlinear constructive control procedure, with emphasis on the attainment of linearity, decentralization, robustness and model independency features, yields: (i) a measurement-driven control scheme with PI volume and cascade temperature loops, a ratio-type feedforward free monomer controller, and a material balance molecular weight (MW) controller, and (ii) a closed-loop nonlocal stability criterion coupled with conventional-like tuning guidelines. The methodological developments connect the nonlinear geometric and constructive control design techniques with conventional-like schemes employed in industrial polymer reactor control. The proposed approach is illustrated and tested with a representative example through simulations.