改进的Smith预估控制器

本文在传统Smith预估器的基础上,引入了“参考轨迹”的作法,形成了改进型的Smith预估控制,同时采用模糊PID控制器作为系统控制器。仿真表明这种方法能够克服传统Smith预估器对模型精度敏感的问题,能在设定值扰动、负荷扰动控制中取得满意的控制品质。

一种改进的Smith预估控制系统

提出一种改进的Smith预估器 ,在常规Smith预估器的基础上增加了两个控制器 ,内环控制器用来稳定积分和不稳定过程 ,反馈控制器对干扰进行抑制 ,并把主控制器设为设定值加权PI控制器。仿真结果表明 ,该方案不仅可行 ,而且在模型失配的条件下 ,控制品质比常规的Smith预估控制有很大的改善。

一种改进的Smith预估控制器

针对工业过程滞后对象控制的问题,深入分析了Smith预估原理,提出了一种改进的Smith预估控制器。并基于ITAE优化准则给出了改进Smith预估控制器的参数整定方法。仿真验证了这种改进后的预估控制器具有较快的响应速度,展示了其良好的抗干扰能力和鲁棒性。该预估控制器具有一定的工程实用推广价值。

基于改进型Smith预估计器与大数据的光伏电网调频逐步惯性控制方法

光伏电网频率调整过程中,依靠常规Smith预估控制器实现电网调频控制,对模型精度具有较强的依赖性,控制策略实施后最大频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)较大。因此,提出基于改进型Smith预估计器与大数据的光伏电网调频逐步惯性控制方法。首先,采集历史气象数据和光伏电网运行数据,应用大数据分析领域的密度峰值聚类算法进行划分处理,再筛选相似日数据输入长短期记忆网络中,预测出未来光伏发电的功率变化;然后,依托逐步惯性控制思想,设计包含短时超发、转速恢复等多个阶段的电网调频控制策略,将模糊自适应比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制器融入常规Smith预估计器,从而升级得到优化版的Smith预估计器;最后,在不受被控模型变化影响的情况下,依据预估补偿原理完成逐步惯性调频控制,并应用麻雀搜索算法求解出最优控制参数。实验结果表明:该控制方法实施后,光伏电网运行过程中最大RoCoF仅为0.086 Hz/s,有效降低了对模型精度的依赖性,保证了电力系统的稳定运行。

基于深度强化学习改进的Smith预估器温度控制

针对牛粪发酵过程具有惯性大、时滞性、参数变化非线性的特点,提出了一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)改进Smith模糊PID控制器的温度控制方法。首先,针对传统模糊PID不能对时滞系统有效控制的问题,建立Smith预估模糊PID控制器。其次,使用DDPG算法改进温度控制器,对设计的智能体进行离线训练。最后,通过仿真对所设计控制器进行实验验证。实验结果表明:DDPG改进的Smith模糊PID控制器能有效消除时滞对温度控制的影响,减少超调量和误差,且能避免被控对象参数随时间变化产生动态偏离时造成的系统不稳定。

基于自整定和模糊自校正技术的改进Smith预估控制系统

针对常规Smith预估控制系统难于整定和对过程参数敏感的缺点,将模糊自校正与继电反馈自整定技术结合起来,提出了一种改进的Smith预估控制系统。大量仿真测试表明这种新的系统与常规系统相比可显著改善控制性能和适应能力。这种新的系统不仅对纯迟延占优势的大迟延对象有效,而且还适用于过程控制中大量存在的具有类似于纯迟延占优势对象特性的高阶对象和非最小相位过程。

基于改进Smith预估补偿的网络控制系统研究

为了有效减少网络时延对网络控制系统的影响,提出了一种新的改进Smith动态预估补偿方法,实现了将前向通路的时延从闭环回路中移到闭环回路外,将反馈通路(传感器到控制器)的时延从系统中彻底消除,无需对反馈通路实施网络调度。由于补偿模型不包含网络时延,因此无需在线测量、辨识或估计网络时延的大小,适用于网络时延是随机、时变和不确定,大于一个、甚至数十个采样周期的应用场合。基于CSMA/CD(Ethernet)和CSMA/AMP(CAN bus)网络协议,仿真研究验证了该方法的有效性。

一种改进的自适应Smith预估控制系统

在文献 [2 ]中提出的自适应Smith预估控制方法中 ,经过仿真发现 ,当实际对象增益比估计模型增益大的时候 ,系统响应很慢 ,消除稳态误差的时间很长。经过深入分析和揭示问题的实质后 ,提出了另一种自适应律 ,该方法在没有影响原来控制效果的情况下 。

基于模糊PI的改进型Smith预估控制及应用

时滞现象在工业控制系统中普遍存在,常规控制方法很难满足控制要求。Smith预估控制能克服系统的时滞现象,当预测模型存在误差时,控制效果将会下降。对Smith预估控制方法进行改进,辅助制器采用PI控制,主控制器采用模糊PI控制,将这种方法应用到温度控制系统中去,研究结果表明,改进后的这种控制方法具有较好的控制效果。

基于模糊控制的Smith预估器的改进研究

针对干燥系统具有不确定特性、大滞后的特点,提出了一种将模糊PID与模糊Smith预估器相结合的控制策略,实现了PID参数和Smith预估器滤波时间常数的在线整定,获得了比模糊PID控制、模糊Smith预估器控制更好的控制效果,仿真结果也证明了这一点.

基于改进型Smith预估器的同步施工网络控制系统

根据同步施工网络控制系统的控制原理,分析了时变、随机和不确定的网络时延对同步误差控制所产生的影响。针对传统Smith预估器用于多被控对象同步控制时存在的缺陷与不足进行了分析,提出了一种改进型Smith预估器,实现了对网络时延、被控对象纯滞后因子以及同步误差控制器的多重Smith预估补偿,将其从内部反馈回路中彻底消除,预估模型无需预估与在线测量其大小与变化规律。通过基于控制器局域网络(controller area network,简称CAN)的盾构管片拼装机同步网络控制系统,对常规比例积分微分(proportion integral derivative,简称PID)同步网络控制和基于改进型Smith预估器的PID同步网络控制性能进行了仿真对比分析,并通过实验进行了验证。结果表明,常规PID网络控制同步误差为-3～3mm,基于改进型Smith预估器的PID网络控制同步误差为-1.5～1.5mm,后者可显著提高同步施工网络控制系统的同步控制性能与精度。

基于改进型Smith预估补偿的网络流量控制

在高速通信网络中,传播时延对基于速率的流量控制具有很大的不利影响。预估补偿是克服时延影响的一种较好的控制方Smith案,但其对预估值的误差十分敏感。文章将改进型预估补偿应用于网络的流量控制,理论分析表明该方案对传播时延等参数的变SmithATM化有较强的适应性,控制系统的鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的预估补偿控制,并得到了仿真结果的验证。

基于抗干扰的Smith预估控制改进方法研究

针对工业过程控制系统设计的核心之一抗干扰问题,就自平衡对象,对Smith预估控制提出了三种循序渐进的改进方案,分别从不同角度讨论了如何提高系统的抗干扰性能和模型失配时的稳定性问题。针对干扰进入系统的位置不同,主要找到Smith预估器在定值系统中调节效果不明显的原因,对其结构进行改进并选取一阶典型环节加上纯滞后环节进行研究和Simulink仿真。改进方案实现了将设定值和扰动响应分离,使得跟踪控制器和扰动器可以独立设计,从而可同时获得良好的设定值跟踪和抑制扰动的能力。

一种改进的Smith预估补偿方案在生产过程控制中的应用

Smith预估补偿是解决大纯滞后对象自动控制的一种常用算法 ,但在实际应用中 ,实施该方案的最大问题是对过程对象的数学模型要求过严 ,特别是被控对象的静态放大倍数KP 值的变化对调节效果影响尤甚 ,因此对传统的Smith预估算法做了简单的改进 ,并将这种改进的Smith算法通过可编程数字调节器予以实现 ,通过实践应用证明效果较好 ,可基本抑制对象特性变化对调节效果的影响。

一种改进型Smith预估补偿控制方案

提出了一种新的大纯滞后过程的控制结构,该结构在Smith预估器中引入微分环节,缩短了响应时间。仿真结果表明在随动情况下,系统能快速地消除干扰的影响,系统的控制效果比传统Smith预估器控制系统有了很大提高。

基于改进Smith预估时延补偿的GPC网络控制系统研究

针对网络传输时延和被控对象自身时滞使控制系统性能恶化等问题,对传统Smith预估器进行补偿,在其反馈通道上加入一阶惯性环节,解决被控对象与预估模型参数失配问题,并将阶梯式广义预测控制算法和时延补偿相结合,进一步降低传输时延和自身时滞对控制系统的影响.仿真结果表明改进后的系统能获得较好的动态性能和稳定性能.

基于改进Smith预估控制器的温控系统

为了提高生化分析仪温度控制的效果,使用改进的Smith预估控制方法对设备进行控制,该控制方法兼具了Smith预估控制稳定性和动态性能的优点,并在鲁棒性上更优于传统的Smith预估控制器。通过分段预测方法来保持时变系统的稳定性。仿真和实验结果表明:该控制方法有更好的控制效果;实验结果在37℃的设定温度下,系统超调量为0.95%,稳态精度为0.5%,调节时间为230 s,满足仪器的温度控制的超调量、控制精度、调节时间的要求。

大时滞积分过程的改进Smith预估控制器

针对大时滞积分过程提出了一种改进Smith预估PI控制算法,该算法引入两个具有明显物理意义的可调参数,一个参数用于调节闭环伺服系统的跟踪速度,另一个用于改变闭环系统对扰动的控制品质。同时,提出了基于这两个参数的PI控制器参数整定方法,在模型失配情况下,对参数的稳定域进行估计,两个仿真实例验证了算法的有效性。

改进Smith预估控制器的解析设计

针对化工过程常见的积分和不稳定时滞对象,基于改进的史密斯预测控制提出了两自由度控制方案。首先根据鲁棒控制理论H2最优性能指标设计设定值跟踪控制器,然后在分析稳定性和抗扰性的基础上设计了扰动抑制控制器,设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过性能参数独立调节和优化。同时针对存在的乘性不确定性过程分析了系统的鲁棒稳定性。最后通过仿真实例验证了该控制方案的有效性。

一种基于改进的模糊Smith预估器冷轧AGC控制系统

常规Smith预估器是基于时滞对象精确数学模型的,在实际应用中,当冷轧AGC时滞系统的参数不稳定或受到扰动时,就会造成预估模型的失配,控制效果会变差甚至振荡。对这一问题进行分析,在模糊Smith预估控制的基础上提出一种新的控制方案,分别对模糊控制器和Smith预估器进行改进。改进后的方案增强了被控系统的鲁棒性,并具有一定的适应参数变化的能力。