锅炉汽温状态反馈控制器的标准传递函数设计方法

采用多容标准传递函数确定控制系统的期望极点,利用能控标准形和梅森公式导出控制系统的传递函数,提出了一种新的锅炉汽温状态反馈控制器的标准传递函数设计方法。该方法可同时完成动态和稳态设计,且只包括简单的代数运算,所用参数的物理意义明确,便于应用。通过仿真试验验证,表明该方法正确和有效。

核反应堆功率的协调型标准传递函数控制

针对国内核反应堆功率控制技术存在的不足,提出将协调型多容惯性(MCP)标准传递函数控制器应用于核电站功率的控制,设计了串联校正与状态反馈协调型多容惯性标准传递函数控制器,并在Simulink中建立仿真系统对该方法进行验证,同时将该方法与经典PD控制系统进行比较.结果表明:该方法对有零点的高阶无自平衡过程有较理想的跟踪控制性能;与PD控制相比,斜坡升负荷试验中该系统具有超调小和调整时间短的优点.

基于多容惯性标准传递函数法的单容时滞系统控制

针对单容时滞对象,提出了基于多容惯性标准传递函数法的控制器设计方案。仿真结果表明,这种新的控制方法,无论在固定模型还是系统模型发生摄动的情况下,均有着较传统PID控制更好的快速性、稳定性和鲁棒性,显示了这一设计方法的广泛的应用前景。

基于多容惯性标准传递函数的锅炉水温控制器设计

锅炉水温过程具有惯性、滞后、非线性等特点,传统PID控制很难达到较好的控制效果.采用多容惯性标准传递函数方法设计了锅炉内胆水温控制器.仿真试验结果发现,多容惯性标准传递函数控制具有设计简单、实现容易、无超调、调整时间短等优点.

基于Butterworth标准传递函数设计状态反馈系统

本文首先给出了Butterworth标准传递函数,然后提出了一种设计状态反馈系统的方法,该方法包括:利用线性变换将能控系统化为能控标准形,使能控标准形系统的闭环传递函数等于Butterworth标准传递函数,通过比较法来求得能控标准形系统的状态反馈增益阵,再通过变换得到一般能控系统的状态反馈增益阵。设计示例表明该方法设计的状态反馈系统具有良好的阶跃响应特性。

巴特沃思标准传递函数在控制系统校正中的应用

给出了巴特沃思标准传递函数及其性能指标和阶跃响应曲线；用实例说明了巴特沃思标准传递函数在控制系统校正中的应用。结果表明，该方法简便易行，实用价值大。

PID参数整定的MCP标准传递函数法公式

根据MCP标准函数,利用控制器标准传递函数设计方法推导得出了一种新的PID参数整定公式.通过理论分析和仿真试验,验证了用MCP法公式整定的系统具有超调量小和鲁棒性高的优点.

多容惯性标准传递函数的建立与比较

建立了一种多容惯性标准传递函数,并与ITAE和Butterworth标准传递函数做了比较.理论分析和仿真试验表明:多容惯性标准传递函数具有容易建立、无超调量和便于工程应用的优点.

无超调不限阶数的M型次多容惯性标准传递函数

提出一种通用的多容惯性标准传递函数,具有无超调和不限系统阶数的特点。论证所提出的多容惯性标准传递函数的型次为M,分析多容惯性标准传递函数系统的阶跃响应和斜坡响应特性,并讨论应用多容惯性标准传递函数设计控制器的方法问题。

控制器的标准传递函数设计方法

提出串联校正型、反馈校正型和状态反馈型控制器的标准传递函数设计方法。导出了用Ⅰ型标准传递函数法设计时的约束条件。理论分析表明:常见的被控过程可模型化为无零点的高阶动态系统,特别适合用Ⅰ型标准传递函数来设计状态反馈型控制器。

新的ITAE最佳传递函数标准型

给出３组新的ＩＴＡＥ最佳传递函数标准型以及它们的频率特性和阶跃响应；讨论了满足ＩＴＡＥ控制律极值解的唯一性和非唯一性的辩证关系；最后讨论了它们在双容纯时滞二次优化控制系统中的应用．结果是性能指标好，算法简便。

基于遗传算法的ITAE最优传递函数标准型优化

本文利用遗传算法对一阶至七阶位移无静差的ITAE最优的传递函数标准型进行优化,并比较了系统分别在优化后的参数集和经典的参数集下的性能指标,可以发现经过遗传算法的优化,系统的性能明显提高了。

新的ITAE最佳传递函数标准型

本文给出三组新的ITAE最佳传递函数标准型、它们的频率特性和阶跃响应;讨论了满足ITAE控制律极值解的唯一性和非唯一性的辩证关系;最后讨论了它们在双容纯时滞二次优化控制系统中的应用,性能指标好,算法简便,实用价值大。

单容时滞系统的MCP标准函数控制策略研究

针对单容时滞对象,提出基于多容惯性标准传递函数法的两种控制器设计方案。在MATLAB环境下通过算例研究发现,两种控制方案,无论在固定模型及系统模型发生摄动的情况下,均有着较传统PID控制更好的稳定性和鲁棒性,基于全极点逼近的控制方案具有更优的控制效果。

锅炉汽温状态反馈控制系统的多容惯性标准函数法设计

提出了一种锅炉汽温状态反馈控制系统的多容惯性标准传递函数的设计方法,从而解决了锅炉汽温状态反馈控制设计中的高阶、有零点过程、稳态设计和计算复杂的问题。采用Matlab中的Simulink平台,构建了通用状态反馈控制的仿真试验系统。仿真结果表明,状态反馈控制系统较PID控制系统具有无超调和调整时间短等优点,且过程模型数据、期望模型数据、状态观测矩阵和状态反馈矩阵的各元素值均无计算误差。

Butterworth滤波器在飞行控制系统设计中的应用

研究了基于Butterworth滤波器设计思想的控制器设计方法,将这种方法应用于某飞机纵向飞行控制的设计,并进行了鲁棒性仿真研究。结果表明:该方法设计简单,只需确定一个设计参数,就可对飞行控制系统进行初期阶段设计,具有较强的工程实用价值。

基于状态反馈的单容时滞过程的ITAE控制研究

针对单容纯时滞对象,提出一种基于ITAE标准化传递函数的状态反馈和基于ITAE最佳设定公式PID相结合的控制设计方法。采用多项式拟合纯滞后环节,构造了基于ITAE最佳传递函数的内环状态反馈矩阵,为能更接近实际情况,还设计了一个全维状态观测器,观测器的极点同样配置ITAE最佳传递函数。观测器频率比状态频率大4～6倍,从而很好地改善了对象动态特性。外环采用基于ITAE最佳设定公式PID来控制。仿真结果表明,此种控制方法对于单容大时滞对象具有良好的快速性、平稳性和鲁棒性。

带阶跃扰动的无静差控制系统设计

从工程应用角度出发,对带阶跃扰动控制对象的无静差控制进行研究。采用无静差标准传递函数、结合所设计的闭环跟踪控制系统结构,推导出各控制环节间的解析关系式及设计参数约束条件。所设计的闭环控制系统克服了常规闭环控制的不足,具有简单实用、参数整定灵活、物理可实现性;仿真结果表明,该系统具有良好的目标值跟踪特性、阶跃扰动抑制特性和克服参数变化的鲁棒性。

恒压供水系统的MCP-PID控制

针对恒压供水系统的控制改进需求,研究了MCP-PID控制器用于恒压供水系统的参数整定和性能测评问题,导出了按调整时间计算的MCP-PID控制器整定公式。应用MCP-PID控制的恒压供水系统仿真试验表明:与传统的ZN-PID控制相比,MCP-PID控制具有鲁棒性强、超调量小和调整时间短的优点。

基于MCP-CSH的超临界机组再热蒸汽温度控制

针对超临界机组再热蒸汽温度采用传统PID控制难以达到较好控制品质的问题,将基于多容惯性标准传递函数方法设计的串联校正状态反馈协调型(MCP-CSH)控制器用于再热蒸汽温度控制。仿真结果为:设定值扰动时,控制系统响应无超调且调整时间短;燃料扰动时,控制系统响应的最大动态偏差仅为传统PID控制的50%;鲁棒性试验时,在过程惯性时间上浮32%或过程增益下降80%情况下控制系统仍然保持良好的控制品质。对比表明,新型控制器的再热蒸汽温度控制品质显著优于传统PID控制器。