基于Smith预估补偿的加热炉炉温控制策略

加热炉炉温具有大时滞、时变、非线性和干扰因素多等特点,易造成炉温波动频繁、偏差较大。针对加热炉炉温特点,提出基于Smith预估补偿的炉温控制策略。借助Matlab仿真软件对加热炉炉温控制系统进行辨识,将预估补偿控制策略应用到辨识系统中,验证了控制策略的有效性。仿真结果表明,该控制策略的动态性能指标较佳,可有效改善炉温控制系统的稳定性和抗干扰性。

基于全部参数自适应Smith预估补偿的永磁同步电机滑模前馈控制及扰动抑制

在永磁同步电机控制系统中,逆变器的延迟效应会降低系统的跟踪性能和稳定裕度。引入Smith预估补偿器可以补偿延迟环节对系统性能的影响,但Smith预估补偿器要求延迟时间和被控对象模型参数已知,这不符合实际情况。为此提出时变模型自适应预估方法,分别对延迟时间和被控对象模型参数进行自适应估计,实现Smith预估补偿器的全参数自适应。设计基于位置输出超前值预测和扰动抑制的滑模前馈控制器,与全参数自适应Smith预估补偿控制相结合,确保控制系统的全局稳定,降低系统对参数不确定的敏感性,并提高系统的抗扰性。仿真结果表明,与传统及多种改进的Smith预估补偿方法相比,该方法有着更高的跟踪精度,即使在非理想条件下,对参数不确定依然具有较强的鲁棒性,对随机扰动依然具有较强的干扰抑制能力。

高速永磁同步电机解耦控制——低载波比数字延时与Smith预估控制

永磁同步电机(PMSM)运行在高速工况时,由于逆变器的开关频率受限使得载波比较低,会出现数字延时加剧的问题,直接影响了系统的控制性能,甚至造成系统失稳。针对低载波比工况下的数字延时问题,首先对数字延时环节进行精确的复矢量建模,并基于转速及电流环带宽的根轨迹、闭环零极点图及波特图分析数字延时对系统性能的影响,并给出考虑延时后系统的临界失稳转速。结合复矢量解耦策略,提出一种改进的基于Smith预估控制的解耦延时补偿电流控制策略,能够避免高速低载波比工况下系统失稳的问题,提高了电流环的稳定性,同时具有较好动态响应能力和解耦性能。采用Simulink仿真对比验证了所提的解耦延时补偿控制策略的有效性。

Temperature Control Based on Fuzzy Logic Two-degree-of-freedom Smith Internal Model

According to the characteristics of the large time delay,nonlinearity and the great inertia of temperature control system in biomass pyrolysis reactor,a two-degree-of-freedom Smith internal model controller based on fuzzy control is proposed.Firstly,the mathematical model of the temperature control system is established by using the step response method,and then the two-degree-of-freedom Smith internal model controller is designed,and the good tracking performance and disturbance suppression performance can be obtained by designing the set value tracking controller and interference rejection capability.Secondly,the fuzzy control algorithm is used to realize the on-line tuning of the control parameters of the two-degree-of-freedom Smith internal model algorithm.The simulation results show that,compared with the traditional internal model control,fuzzy internal model PID control and two-degree-of-freedom Smith internal model control,the algorithm proposed in this paper improves the influence of lag time on the control system,realizes the separation control of set point tracking and anti-jamming performance and the self-tuning of control parameters,and improves the control performance of the system.

基于Smith预估模糊PID的浮选液位控制系统设计

浮选机内液位高低影响着浮选效果和生产稳定性,针对煤泥浮选中浮选机液位对浮选结果产生的影响,结合浮选液位控制系统的特点及其性能要求,采用了一种将Smith预估控制、模糊控制、PID控制结合的液位控制系统,并利用MATLAB中Simulink模块设计浮选液位仿真模型,进行仿真分析,同时改变液位以测试系统的稳定性。通过对传统PID、模糊PID及Smith预估模糊PID控制算法进行比较可知,液位控制系统采用Smith预估模糊PID算法,其控制效果由于传统PID和模糊PID控制,调节时间更短,稳定性更强,提高了浮选机液位的稳定性,能更好地满足浮选过程对液位的要求。

基于Smith-麻雀算法PID的感应加热炉温度控制系统在轧钢中的应用

为了提高电磁感应加热炉的炉温控制精度,将Smith预估和麻雀算法(SSA)用于常规PID参数整定,克服常规PID调参工作量大的缺陷。仿真时给系统加入一个扰动,对比优化前后系统的抗干扰能力。在Matlab-Simulink中编写算法并建立仿真模型。运行仿真结果显示,经过Smith预估和麻雀算法(SSA)优化后的PID算法达到稳态所需时间减少6.33 s,控制的超调量减小28℃,当系统面对较大的干扰时,优化后的系统的响应速度更快,重新达到稳态时间更短。

胎面重量控制系统的CPSO优化Smith预估线性自抗扰策略

针对轮胎行业橡胶复合挤出线重量控制系统过程机理复杂、扰动过多且难以测量等问题,设计了一种史密斯预估与线性自抗扰控制(Smith prediction-linear active disturbance rejection control,Smith-LADRC)相结合的控制方式以实现对胎面重量的稳定控制。建立仿真模型与比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)、LADRC、Smith-PID进行控制效果对比以验证其优势,同时针对此控制器调参困难引入混沌粒子群算法(chaotic particle swarm optimization,CPSO)进行参数整定。经实验结果表明:Smith-LADRC相较于上述3种控制方法能够使系统具有较好的抗干扰性和鲁棒性;采用CPSO算法寻优后,相比于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO),可以很好地达到控制目的,系统输出响应快速性均得到提高,相比手动调节能更好地对系统输出进行控制,同时节省参数调节时间,提高控制效率。

基于Smith-模糊PID控制的变量喷药系统设计及试验

为实现精准变量喷药技术,该文设计了旁路节流式变量喷药控制系统用于变量喷药和幅宽调节控制,运用流体网络理论建立系统的数学模型,将模糊PID控制与基于喷药流体网络模型的Smith预估控制结合起来喷药量的调节,并对国产3W-250型喷杆喷雾机进行改造并构建喷药试验平台。试验结果表明,基于喷药流体网络模型的Smith-模糊PID控制算法的动态响应更快,降低了变量喷药系统滞后性和非线性的不利影响,超调量小于13.1%,稳态误差小于3.52%,且具有较好的适应能力和鲁棒性,为精准变量喷药控制提供一种实现方法。

基于Smith预估的纯滞后系统的控制

针对具有纯时间滞后的系统,分析了PID算法、Dahlin算法和Smith预估算法的特点,指出只要对Smith预估控制器进行适当的设计,就能等效于Dahlin算法.提出了利用Smith预估器补偿时间滞后,按Dahlin算法原理设计控制器的Dahlin-Smith算法和将Smith预估系统结构变换为内模控制器(IMC)结构,再按内模控制原理进行控制器设计的IMC-Smith算法.在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明,所提出的新控制算法在系统模型不精确的情况下,具有更好的稳定性和鲁棒性,对于大时间滞后系统是一种比较实用的控制方法.

Smith预估补偿器及其应用

介绍Smith预估补偿器在纯滞后控制系统中的补偿原理及作用 ,着重论述Smith补偿器的DDC系统的控制算法。并在玻璃窑炉的料道温度控制系统中使用Smith预估补偿器获得了成功应用 ,其控制精度达到 0 1%,升温速度达到 2℃ /min。Smith预估补偿控制与常规的PID控制相比 ,具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点。适应于一般工业生产过程中有纯滞后环节的控制系统 ,有较大的推广应用价值。

Smith预估模糊自适应PID控制在时滞系统中的应用

为确保系统的实时性和稳定性,设计一种新的Smith预估模糊自适应PID控制器。以气液增力缸的自动控制为具体研究对象,将模糊自适应控制器与传统的PID控制器结合,通过Smith预估器将控制过程中出现的纯滞后环节移至闭环系统之外,并在Matlab中进行仿真验证。验证结果表明:该设计能消除纯滞后现象,提高响应实时性和稳定性。

基于Dahlin-Smith预估补偿的常压加热炉温度控制系统

针对含有纯滞后的常压加热炉温度串级控制系统,按照Dahlin算法将副回路设计为一阶加纯滞后环节,提出了带Dahlin-Smith预估补偿的前馈串级控制方案。前馈补偿可有效消除主回路中进料干扰的影响,副回路引入Dahlin-Smith预估器将纯滞后移出副环,主回路再次引入smith预估克服了副回路移到主环的纯滞后的影响。仿真表明该方案比一般的Smith加串级PID控制具有更好的鲁棒性。

大时滞系统模糊自整定Smith预估补偿控制方案的研究

针对加热炉等时滞被控对象，在分析改进型Ｓｍｉｔｈ预估补偿控制方案的基础上，研究了滤波时间常数ｔｆ的整定规则，提出了模糊自整定Ｓｍｉｔｈ预估补偿控制方案。仿真研究表明，当参数发生变化时，该方案具有较强的鲁棒性和较好的控制性能。

迭代模型Smith预估控制:算法和稳定性

为了解决Smith预估控制算法建立模型不精确的问题,并针对一类可重复运行的时滞过程,在模糊相轨迹模型Smith预估控制算法的基础上提出迭代模型Smith预估控制。该算法在不设计自适应的前提下,可以自适应得到精确的预估模型,同时辨识过程的时滞时间。证明指出只要原系统闭环稳定则迭代预估模型Smith预估控制系统稳定,且给出了算法的收敛性判据。仿真表明,所提方法不需要已知过程的模型,通过一定次数的"迭代"即可得到精确的预估模型,从而克服了常规算法控制品质依赖精确数学模型的缺陷。同时该算法具有较强的鲁棒性。

基于Smith预估的模糊/PID串级主汽温控制系统仿真

针对火电厂主汽温控制对象特点,提出一种带Smith预估的模糊/PID复合串级控制系统。该系统的主控制器采用模糊/PID并联控制器,其中常规模糊控制模块中加入了自适应环节,主环中还采用增益自适应Smith预估控制器,以提高系统适应工况变化能力。Matlab仿真结果表明,新的串级控制系统对模型的不确定性和外扰均有较强的适应性和鲁棒性,其控制品质远优于常规的串级控制系统。

基于神经网络Smith预估器的预测控制

针对非线性系统时滞问题,给出了一种新型的单神经元Smith预测控制算法。神经网络的预测控制器由不完全微分的单神经元自适应PID控制器和神经网络的Smith预估器组成。预估器对输出进行多步预测,控制器超前动作以消除时滞对系统的影响。不完全微分的单神经元自适应PID控制器通过改进的Hebb学习规则实现其权值调节,通过权系数的在线调整实现自适应控制。仿真实验证明了该方法具有较快的响应速度和较好的响应性能。

提高Smith预测控制系统鲁棒性的方法研究

针对热工过程控制中存在的大惯性、大迟延 ,采用Smith预测控制解决此类问题。针对实际过程中经常出现的模型失配现象 ,提出一种改进型Smith预测控制结构并采用ITAE准则优化控制器参数 ,它能很好的避免传统Smith预测控制的缺点。此方法适用于火电厂主蒸汽压力控制系统 ,仿真结果证明该算法具有良好的控制品质和鲁棒性能。

指数预测模型和Smith预估器在SCR烟气脱硝控制系统中的应用

针对选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统喷氨量控制的大延迟特性使得常规PID控制难以取得较好控制效果的问题,本文采用非线性拟合法建立了SCR烟气脱硝入口NOx质量浓度指数预测模型,以该指数模型预测值为前馈信号,设计了SCR烟气脱硝喷氨系统的改进型串级Smith预估控制器,并在DCS中实现组态优化控制.实际应用结果表明：新型指数预测串级Smith预估控制能有效预测SCR烟气脱硝入口NOx质量浓度变化,补偿喷氨系统的迟延特性,改善喷氨系统的控制效果,节约脱硝系统喷氨量约15%~20%.

一类基于Smith预估器的神经元控制器的实现研究

本文提出一种基于Smith预估器的神经元控制器的实现方法 ,该神经元控制器的控制算法是不完全微分先行PID控制 .利用MATLAB仿真软件对该控制器在电加热炉中的应用进行仿真研究 .仿真结果表明 。

用Fuzzy-Smith控制策略实现单元机组调节

针对单元机组协调控制对象的非线性、时变和纯迟延的特点,在Smith预测控制的基础上引入了模糊自整定方案,提出了一种单元机组协调控制设计的方法。对某500MW单元机组进行仿真试验,结果表明:这种新的控制方案不仅具有满意的控制性能,而且具有较强鲁棒性和抗干扰性能,它显著提高了协调控制系统在机组负荷工况变化时的适应性和控制品质。