FOPID-GPC算法在电厂过热蒸汽温度控制中的应用

为了克服在过热蒸汽温度控制中对象参数变化对控制效果的影响,将分数阶PID(FOPID)控制与广义预测控制(GPC)算法相结合,构成了分数阶PID型FOPID广义预测控制(FOPID-GPC)算法。该算法的参数设置与传统的整数阶PID广义预测控制算法的参数设置具有一定的相似性,并增加了积分阶数和微分阶数2个可调参数,该参数的取值对控制系统的性能具有很大的影响。仿真结果表明,FOPID-GPC算法使控制系统具有超调量小、调节时间短、能够快速跟踪系统变化的特点,提高了控制系统动态性能,能够较好地将蒸汽温度控制在设定值附近。

PID-GPC算法在高速列车横向半主动悬挂控制系统中的应用

针对列车悬挂控制系统中控制器设计的复杂性,利用SIMULINK建立了17自由度的列车整车横向振动模型,引入了PID型广义预测(PID-GPC)半主动控制原理和控制策略,将半主动悬挂与被动悬挂在横向加速度、横向位移、横向振动速度以及平稳性上进行比较分析,结果表明,采用PID-GPC半主动悬挂装置能有效抑制车体的横向振动,提高列车的运行平稳性和舒适度。

Analysis of Robustness of PID-GPC Based on IMC Structure

Proportion integral differential generalized predictive control(PID-GPC), a new type of generalized predictive control(GPC) is introduced, and its quality is analyzed with internal model control (IMC). A very important characteristic, which distinguishes GPC from ordinary IMC, and the robust effect are found. At the same time, a robust region is obtained according to the control laws, so that the defect that the robust analysis could be carried out only with stable models is overcome. It is verified that the robustness of PID-GPC is stronger than general GPC.

基于时域的分数阶PID广义预测控制算法改进及仿真

在分析FOPID(分数阶PID)算法和GPC(广义预测控制)算法的基础上,针对两种算法的不足,结合两种算法的优点,推导出了基于FOPID性能指标的改进的GPC算法FOPID-GPC算法,将GPC算法的性能指标通过FOPID构造出来。改进后的算法结合了FOPID算法的优点,具有多个可调参数,稳定性较好。通过对工业实时以太网(EPA)实验装置的模型仿真,在时域内分析了PID型广义预测控制算法控制器的参数选择对控制性能的影响,说明了FOPID-GPC比PIDGPC和GPC算法的控制性能更好,为工程应用打下了较好的理论基础。

一种改进的多变量广义预测控制在球磨机制粉系统中的应用

针对球磨机制粉系统的多变量、强耦合、时变性等复杂特性,提出了一种具有比例、积分、微分结构的多变量广义预测控制算法(MIMOPID-GPC)。具有PID的反馈结构和广义预测控制的预测系统输出功能。采用建立在差分方程基础上的状态空间方程作为预测模型,不需递推求解Diophantine方程,计算量减小,算法简化,实用性增强。李雅普诺夫第二方法证明了推导出的控制律可以保证系统闭环稳定。仿真结果表明,该算法是有效性的。

循环流化床锅炉床温GPC-PID控制

针对循环流化床(CFB)锅炉床温的大惯性、时变性和干扰因素多等特性,提出了一种基于PID的广义预测控制算法(GPC-PID)。GPC算法的控制律采用PID的形式,通过有限时域内的滚动优化,在线调节比例、积分和微分系数,以期达到性能指标的最优化。同时,使算法变得简明,且较大地改善了GPC的控制性能,将其应用于CFB锅炉床温控制中,以仿真验证控制的有效性。结果表明,GPC-PID算法具有优良的设定值跟踪能力和较强的鲁棒性、适应性,具有良好的控制品质。

无人艇航迹跟踪GPC-PID串级控制

水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)系统存在有大惯性、长时滞、非线性、难以建立精确模型等问题,易受海浪等外界干扰的影响,采用传统的PID控制难以达到良好的航迹跟踪控制效果。为了实现更好的控制效果,基于广义预测理论,将其与PID控制相结合,设计了GPC-PID串级控制器,分别控制无人艇的转艏运动和操舵运动,并采用分离式控制方案,通过航向控制间接实现无人艇的航迹跟踪控制。从matlab仿真实验结果可以看出,GPC-PID控制器具有良好的航向控制与航迹跟踪控制效果,具有响应速度快,控制精度高,鲁棒性好,抗干扰能力强等优点。

自适应的时变比例增益的预测PID控制器

为了利用PID控制获得先进的控制性能,将广义预测控制(GPC)用于PID参数的实时优化,在此基础上提出了一种新的基于GPC的自适应PID控制器的设计方法。该PID控制器具有时变的比例增益,并且PID控制器的设计利用了GPC的未来参考输入。因此,GPC控制律能由设计的PID控制器精确实现。为使GPC控制器稳定地获得比例增益,采用了基于互质因子分解扩展的强稳定GPC,独立于利用标准GPC设计的闭环系统而重新设计GPC控制器,保证了闭环系统的稳定性。此外,利用递推最小二乘法对系统进行在线辨识,修正模型参数,增强了系统的抗扰性。以一阶时滞非最小相位系统为被控对象,在Matlab中对该设计方法进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。

PID型广义预测控制在过热温控中的应用

在分析PID算法和广义预测控制算法的基础上,将广义预测控制算法的性能指标构造成PID形式,并推导出改进的PID型广义预测控制算法(PIDGPC)。通过在发电厂的过热蒸汽温度串级控制系统中的仿真,在时域内分析PIDGPC算法控制器的参数选择对控制性能的影响,说明PIDGPC算法比基本广义预测控制算法具有更好的控制性能,具有较好的应用前景。

PID自动整定和阶梯式GPC在大型电站锅炉中的应用

将 PID自动整定和阶梯式广义预测控制 (GPC)同时运用到大型工业锅炉的重要控制回路(如汽包水位和主蒸汽压力 )中。使用 PID自整定可以在任何时候快速、有效地修改 PID参数 ;而阶梯式 GPC的应用则突破了以往 GPC等方案只用于小型锅炉的控制、大型锅炉仅进行仿真或仅对过热蒸汽温度等回路进行控制的状况。针对在线计算的快速性要求 ,对 GPC进行修改 ,得到阶梯式GPC方法 ,使计算量比 GPC的递推算法大为减少 ,使之满足实际应用的要求。 2种方法均在某42 0

基于输出误差预测的模糊预测PID控制及应用

针对实际工业过程中普遍存在的非线性特性,采用T-S模糊模型来描述复杂的非线性系统.利用模糊聚类算法在线竞争学习模糊规则的输入区域中心,并按预先规定的规则之间的重叠度在线确定每条规则的输入区域半径,而模糊规则结论中的参数则由递推最小二乘(RLS)算法得到,得到的模糊局部线性化模型作为每个时刻的受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型.结合广义预测控制(GPC)的思想和有限脉冲响应滤波器,提出了一类新型的模糊预测PID控制器的实现方法,解决了一般预测PID控制器设计当中对系统模型阶次的限制问题.仿真算例说明了该方法的有效性和实用性.

基于负荷前馈补偿的主汽温串级广义预测控制

某火力发电厂某机组的主汽温控制主要采用手动控制或PID串级控制。主汽温过程工艺复杂,迟延现象严重,同时存在负荷变化、压力波动、给水温度和流量变化等多种扰动,导致主汽温剧烈波动难以控制。采用广义预测-PID(GPC-PID)串级控制,并加入负荷前馈补偿,实现了主汽温的先进控制。投运结果表明,基于负荷前馈补偿的主汽温广义预测控制运行平稳,控制效果良好,该算法是有效的。

自适应预测PID控制器在炉膛负压控制系统的应用

制浆碱回收白泥煅烧过程具有非线性、大惯性、纯滞后等特点,广义预测控制技术是一种有效的自我调节控制技术。比较传统PID控制方法很难达到理想的效果,提出了一种基于广义预测的自适应PID控制器,通过在MATLAB环境下的计算机仿真,表明该控制器具有响应迅速、鲁棒性好、自适应能力强等优点。

基于改进GPC-PID算法的自动灌浆控制系统研究

针对目前自动灌浆技术存在布线不合理、灌浆不及时、仍依靠人工监测泥浆液位来判断钻井异常等问题,提出一种基于改进GPC-PID算法的自动灌浆控制系统。该系统运用Zig Bee无线传感器网络技术和网络控制技术对灌浆过程中的泥浆液位信息进行在线检测以实现自动灌浆控制和异常报警。设计了检测网络中的智能液位采集节点,并采用改进的GPC-PID算法,使控制器能够通过在线调整PID控制参数,从而实现泥浆的精确灌注使井口液位保持在正常范围内以平衡井内压力,保证钻井安全。仿真实验结果表明,改进GPC-PID算法比传统PID算法具有更好的控制品质。

基于广义预测控制算法的表冷器出风温度控制

表冷器出风温度控制是整个暖通系统中的关键控制环节。为了提供给变风量末端的送风温度更接近设定值,在变风量中央空调系统实验平台上,对表冷器进行流量阶跃响应实验,并用测试法得到表冷器数学模型。在此基础上,将广义预测控制算法应用于表冷器的出风温度控制,该算法采用CARIMA模型,对三种情况下表冷器出风温度的控制性能进行研究。结果表明:该算法能实时在线辨识表冷器模型参数,克服了系统时变特性的不利影响;通过与相应PID控制比较,验证了该算法具有更高的稳定性、准确性及鲁棒性。

基于GPC-PID的制冷系统过热度控制器

针对制冷系统的过热度控制问题,为保证系统动态性能,给出了一种基于广义预测控制滚动优化策略的PID参数自调整算法,设计了GPC-PID控制器。首先根据试验数据,基于最小二乘方法辨识得到过热度与膨胀阀开度间的传递函数模型,随后考虑系统模型的纯滞后环节,基于广义预测控制的性能指标,根据Kuhn-Tucker条件,通过滚动优化策略自动整定PID控制器的参数。最后的仿真结果表明,与传统PID控制器相比,GPC-PID控制器超调小,响应速度快,具有较好的控制效果。

PID广义预测控制在分子蒸馏中的应用

通过改变广义预测控制(GPC)的目标函数,将PID控制与广义预测控制相结合,得到了具有PID算法结构的广义预测控制(PIDGPC)。建立了刮膜式分子蒸馏过程的数学模型,并将PIDGPC算法应用于该数学模型,仿真结果表明,PIDGPC明显改善了GPC算法的超调、动态性能。

预测控制的惯性平台温度控制系统

针对某型军用惯性平台温度控制效果不理想的现状,研制出一套温度控制系统,采用基于GPC的PID控制方法,进行分时分段精确控制。仿真结果表明,该温度控制系统适用性好,超调量小,调节时间短,提高了控制精度和效率,增强了系统的可靠性。

基于蚁群算法的改进广义预测控制及参数优化

本文针对大惯性、大迟延的被控对象,设计了一种控制品质更好的改进型广义预测控制,并结合蚁群算法对广义预测控制参数进行优化,结构简单,容易在计算机中实现。仿真结果表明,结合蚁群算法后的改进型广义预测控制明显优于常规PID控制,能够更快、更准确地跟踪设定值,大幅减少调节时间,获得基于常规GPC控制更好的控制效果。

等温挤压的实现方式与控制算法

提出了一种使挤压液压机实行等温挤压的双闭环串级控制方案和控制算法，讨论了串级策略的设计要点。