检索结果-内蒙古大学图书馆

多变量时滞系统鲁棒稳定性

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自动化学报 1997年第1期23卷 99-102页

作者：庞国仲孙丽华刘军薛福珍中国科学技术大学自动化系

基于Ｓｍｉｔｈ预估技术和多变量线性系统解耦鲁棒理论，研究了多变量时滞系统鲁棒稳定性，得到在Ｓｍｉｔｈ预估严格匹配时闭环系统稳定，且摄动系统为鲁棒对角优势。

关键词：多变量时滞系统鲁棒稳定性 Smith预估

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多变量时滞系统的解耦模糊内模控制

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电机与控制学报 2006年第2期10卷 203-207页

作者：陈娟陈岳峰潘立登曹柳林北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

针对时滞多变量耦合系统,研究了带有多时滞的多变量稳定过程的解耦内模控制,根据开环系统的时滞给出了一种时滞系统多变量解耦方法,由于理想的多变量时滞系统内模控制器设计复杂,且根据内模控制理论设计的控制器一般是高阶的,因此采用... 详细信息

针对时滞多变量耦合系统,研究了带有多时滞的多变量稳定过程的解耦内模控制,根据开环系统的时滞给出了一种时滞系统多变量解耦方法,由于理想的多变量时滞系统内模控制器设计复杂,且根据内模控制理论设计的控制器一般是高阶的,因此采用模糊控制方法设计模糊内模控制器。其宗旨是首先根据过程对象的模型,设计多变量时滞解耦的预补偿器,对其进行对角优势化,利用补偿后的主对角元素作为内模控制的预估模型,设计了多通道模糊内模控制器。仿真结果表明,该方法具有很好的解耦能力,鲁棒性强;方法简单,易于实现,具有工程应用价值。

关键词：多变量时滞系统解耦模糊控制内模控制

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多变量时滞系统的闭环渐进辨识研究与应用

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化工自动化及仪表 2009年第5期36卷 74-78页

作者：靳其兵蒋文春龙萍北京化工大学信息科学与技术学院北京100029 中国石油西南油气田分公司川中油气矿四川遂宁629000

多变量时滞系统由于滞后以及相互之间的耦合而难以得到理想的辨识效果,因此基于渐进理论,提出一种多变量的闭环辨识方法。采用阶跃作为测试信号,利用两阶段闭环辨识算法进行辨识。首先采用递推ARX算法实现高阶ARX模型对真实模型的逼近,... 详细信息

多变量时滞系统由于滞后以及相互之间的耦合而难以得到理想的辨识效果,因此基于渐进理论,提出一种多变量的闭环辨识方法。采用阶跃作为测试信号,利用两阶段闭环辨识算法进行辨识。首先采用递推ARX算法实现高阶ARX模型对真实模型的逼近,消除耦合,然后利用二阶泰勒近似实现对滞后的辨识,最后采用渐进准则(ASYC)对模型进行降阶,利用输出误差(OE)准则对降阶后的模型进行参数估计。该方法在实际项目的应用中得到了较好的效果,应用前景广阔。

关键词：多变量时滞系统渐进准则两阶段法闭环辨识阶跃响应

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多变量时滞系统的内模控制方法研究

多变量时滞系统的内模控制方法研究

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作者：田文涛陕西科技大学

学位级别：硕士

在工业过程控制中经常存在滞后（或称时滞）现象，大时滞的存在严重影响了系统的稳定性及动态品质，比如调节时间加长，超调量增大，甚至出现振荡、发散，使系统的控制难度加大。50年代末先后出现了很多关于时滞过程的控制算法，但是许... 详细信息

在工业过程控制中经常存在滞后（或称时滞）现象，大时滞的存在严重影响了系统的稳定性及动态品质，比如调节时间加长，超调量增大，甚至出现振荡、发散，使系统的控制难度加大。50年代末先后出现了很多关于时滞过程的控制算法，但是许多方法是基于经典方法或者现代控制理论进行研究。而这些方法在工业实际系统中难以得到广泛应用，这是因为这些方法需要知道被控制对象的精确数学模型，然而工业过程中控制对象的精确数学模型是难以得到的。\n 多变量系统同样是工业过程中最常见的控制对象，由于系统各个变量之间相互关联，此时单纯采用PID控制，并不能有效的解决耦合问题，所以使得输出独立跟踪性不能让人满意。而传统的解耦方法因为对模型精度要求高，在工业控制难以得到广泛使用。\n 本文将对多变量大时滞系统提出一种简单实用的控制算法。研究过程分为以下两个方面：\n （1）在经典Smith预估器的基础上，提出更容易在计算机上实现的基于时间分割的预估控制算法，并对Smith控制方法的稳定性和鲁棒性进行研究。\n （2）为了解决多变量时滞系统的跟踪问题，详细分析了内模控制器的设计，控制方法和控制律的选择，研究了基于内模控制方法的多变量时滞系统IMC-PID控制器的设计，并研究了滤波器参数优化问题。对所研究算法进行了大量的仿真研究，结果表明了算法的有效性。在仿真研究的基础上，提出了多变量时滞系统的实用算法。所研究算法已经在抄纸过程中得了应用，并取得了良好的效果，表明算法对多变量时滞控制系统有一定的实用性。

关键词：多变量时滞系统内模控制 IMC-PID控制器滤波器

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多变量时滞系统的控制方法研究

多变量时滞系统的控制方法研究

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作者：樊文庆陕西科技大学

学位级别：硕士

在过程控制领域中，控制回路约80%-90%采用单回路PID，然而在一些大型的复杂的工业生产过程中，系统的各个变量之间存在关联，某变量的调节必然影响其它变量，此时单纯采用单回路PID控制，难以改善全系统各相关回路的总体性能，难以实... 详细信息

在过程控制领域中，控制回路约80%-90%采用单回路PID，然而在一些大型的复杂的工业生产过程中，系统的各个变量之间存在关联，某变量的调节必然影响其它变量，此时单纯采用单回路PID控制，难以改善全系统各相关回路的总体性能，难以实现效益最大、能耗最小等控制目标。与此同时，工业过程中的时滞现象非常普遍，大时滞的存在严重影响了系统的控制效果和稳定性，导致系统的超调变大，调节时间变长，甚至出现振荡和发散。因此，进行多变量时滞系统控制方法的研究，提出简单，有效，实用的大时滞控制方法意义重大。\n 本文主要研究在工业过程中得到大量应用的PID控制的基础上，研究了内模控制、Smith预估控制和模糊控制，并在研究总结现有理论成果的基础上进行了时滞过程控制方法的改进与创新。研究的主要内容包括：\n 介绍了PID参数自整定方法。研究了多变量时滞系统的若干种解耦方案，分析了多变量时滞系统的内部耦合特征，给出了双输入-双输出时滞系统解耦控制器的设计公式。\n 研究了内模控制系统的控制器的设计过程，以双输入-双输出系统为被控对象，采用在控制器和被控对象之间加解耦器的方式解耦，将所得的对角矩阵作为对象的内部模型，按照单变量的方法设计了内模控制器。仿真结果验证了该控制算法在解决多变量耦合、时滞问题上是行之有效的。\n 在研究常规Smith预估器的基础上，采用了一种将Smith预估器与模型参考自适应相结合的控制算法，并以抄纸过程作为研究对象，建立了MRA-Smith(model reference adaptive)预估控制模型，给出了控制系统结构并推导了自适应调节律和控制算法。MRA-Smith预估控制通过对增益和时滞的在线自调整，减小了系统过渡时间，改善了控制系统性能，实现了多变量系统的MRA-Smith控制。仿真结果表明MRA-Smith预估控制器对多变量耦合系统具有较强的稳定性、抗干扰性、自适应性和鲁棒性。\n Smith控制是基于模型的补偿控制，但其对参数变化较为敏感，而模糊控制无需对象精确数学模型，因此，本文将模糊控制与Smith控制相结合，给出了多变量大滞后系统的模糊Smith控制算法，该方法通过模糊原理调整PID参数，无须设计解耦网络，实现了多变量大滞后系统的有效控制。仿真结果表明，采用模糊Smith方法具有较好的控制性、较强的鲁棒性。

关键词：多变量时滞系统控制方法 Smith预估器 PID参数自整定

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多变量时滞系统的内模控制方法研究

多变量时滞系统的内模控制方法研究

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作者：陈岳峰北京化工大学

学位级别：硕士

传统的控制与辨识理论主要是基于线性系统的，多变量非线性控制仍是当前研究的热点和难点；同时纯滞后多变量系统存在着解耦控制的问题。本论文针对这些问题，采用模糊理论与内模控制相结合的方法，进行了一定的研究。本文的研究重... 详细信息

传统的控制与辨识理论主要是基于线性系统的，多变量非线性控制仍是当前研究的热点和难点；同时纯滞后多变量系统存在着解耦控制的问题。本论文针对这些问题，采用模糊理论与内模控制相结合的方法，进行了一定的研究。本文的研究重点主要有两个方面：一、过程对象的系统模型参数辨识；二、内模控制器的设计和控制方法、控制律的选择。论文采用内模控制方法，针对多变量非线性纯滞后系统模型，结合模糊控制理论思想，实现了对系统的模糊内模解耦控制，并且实现了反馈滤波器时间常数的在线调整；另外研究了多变量系统的模型降阶辨识和模糊系统理论在非线性系统及多变量辨识中的应用；以此为基础，进行了控制系统的仿真实验和实例设计。具体研究内容如下：首先，阐述了内模控制原理、发展和内模控制应用于时滞系统控制的优越性，以及其在控制领域内的各种应用；其次，将模型降阶方法成功地应用于高阶非线性系统，研究了基于最小

关键词：模型降阶多变量时滞系统解耦控制模糊内模控制

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线性多变量时滞系统的鲁棒整定策略与解耦方法研究

线性多变量时滞系统的鲁棒整定策略与解耦方法研究

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作者：陈培颖上海交通大学

学位级别：博士

随着先进制造工艺的快速发展,越来越多的生产过程被构造为高维多变量时滞系统。针对多变量系统设计高级的解耦和整定策略,已成为当前迫切需求的现代控制技术之一。目前,已发展的解耦方法大多基于状态空间的方法,设计过程复杂,控制器阶... 详细信息

随着先进制造工艺的快速发展,越来越多的生产过程被构造为高维多变量时滞系统。针对多变量系统设计高级的解耦和整定策略,已成为当前迫切需求的现代控制技术之一。目前,已发展的解耦方法大多基于状态空间的方法,设计过程复杂,控制器阶次较高,往往因技术或经济上的原因而难以在工业过程中实现。而且,在控制器整定问题上,依然采用数值化方法或反复试验法来寻优求解,运算量大,不利于在线调节。因此,如何建立系统鲁棒性能和时域性能之间的关系,发展定量的鲁棒整定策略,并进一步提高解耦效果,是控制系统设计中亟待解决的关键问题。本文由多变量时滞系统中的单参数控制器入手,研究了鲁棒整定问题,给出了依据系统鲁棒稳定条件和时域性能指标,定量计算控制器参数的解析方法。并在此基础上,采用频域控制理论,发展了线性多变量时滞系统的解耦和调节策略。主要研究贡献包括: 1)针对多变量时滞控制系统中的单参数对角矩阵控制器和全矩阵控制器,提出了一套鲁棒整定策略。首先,给出了系统面临乘性输入、乘性输出,以及加性不确定性时,保证系统鲁棒稳定性的充分条件,并依据此条件,提出了计算控制参数整定范围的解析方法;然后,给出了参数估计方法,用来在参数整定范围内预测初始控制参数;最后,通过主导极点或幅值率调节方法,进一步优化出满足时域设计指标的控制参数值。该方法的优点是,在系统鲁棒性能、时域性能和参数调节问题之间建立了定量的关系,并将多参数调节问题转化为一个主导极点或某一回路最大幅值率的调节问题,大大减小了可调变量的数目。而且,所采用的计算方法充分考虑了系统中耦合的影响,与传统反复试验方法相比,能够依照控制要求准确、快速的整定出控制参数值。该策略的提出为下文解耦控制的设计,提供了参数调节的理论依据。 2)针对含有右半平面零点的多变量时滞系统,推广了反向解耦方法,并提出了一种改进的解耦控制策略。首先分析了反向解耦相对于理想解耦和简单解耦的优点,然后以常见的双输入双输出时滞系统为例,针对其含有多时滞和右半平面零点的特点,采用添加补偿项的方法给出了反向解耦器的设计方法。其次,依据闭环稳定条件,分析了反向解耦控制的内稳定条件,给出了反向解耦结构的适用范围。针对不满足此适用范围的被控对象,通过改进解耦控制策略,提出了一种解耦控制器的设计方法,从而突破了解耦控制稳定条件的限制。最后,分析了以上两种控制系统面临乘性或加性不确定性时,保证系统鲁棒稳定性的充分必要条件。 3)针对线性多变量方阵时滞系统,研究了单自由度和双自由度控制方法。首先,将双输入双输出系统的解耦控制器设计方法,引申至线性多变量方阵时滞系统,发展了一种单自由度的解耦控制方法,并依据鲁棒整定策略,给出了单自由度控制中的参数调节策略。该方法的优点是:解耦控制器矩阵中每列元素含有同一个控制参数,单调的整定此参数可直接调节相应回路的输出性能。其次,将近期文献中一种单变量双自由度控制方法推广到多变量时滞系统中,并针对不同类别的干扰信号,分析了该方法的抗扰性能。同时,给出了当控制系统存在乘性不确定性时,保证系统鲁棒稳定性的充分必要条件。该方法的提出实现了分别优化系统给定值跟踪和干扰抑止性能的目的。 4)针对线性多变量非方时滞系统,采用改进的内模控制结构,提出了一种鲁棒解耦控制方法。通过在反馈回路中添加低阶滤波器矩阵,来提高控制系统的鲁棒性。当系统面临加性不确定性时,给出了保证系统鲁棒稳定性的充分必要条件。此方法的优点是:在同样的标称性能下,具有比传统内模控制结构更大的鲁棒稳定裕度;且在标称情况下,调节某路控制参数时,系统的输出特性并不受其它回路参数的影响,工程人员可以逐个的调节每一路控制参数,直至所有控制回路性能达到实际要求,从而简化了控制参数的调节过程。 5)针对多变量时滞系统解耦后,具有反向响应的稳定时滞系统和积分时滞系统,提出了一种控制器的解析设计方法。首先基于Pade近似理论将过程中存在的右半平面零点近似的转化为系统的纯滞后项,然后按照内模控制理论,设计单参数PID控制器。并基于双轨迹方法研究了控制器稳定裕度的求解问题,给出了保证闭环控制系统鲁棒稳定性的约束条件。通过调节控制器参数可以使系统在满足鲁棒性要求的前提下达到最优的动态性能。这种设计方法的优点是:右半平面零点的近似简化了控制器的设计过程,同时避免了传统经验公式法适用范围的局限性。当解耦后的系统元素含有右半平面零点时,可采用该方法设计控制器。本文研究了线性多变量时滞系统的整定和解耦问题,依据鲁棒稳定条件和时域设计指标,给出了鲁棒整定控制器参数的解析策略,并采用不同控制结构,发展了多变量时滞系统的设计和调节方法。这将为工业过程的技术改造、生产过程自动化程度的提高,提供理论指导和有效的方法。

关键词：多变量时滞系统右半平面零点内模控制参数整定鲁棒稳定性性能指标

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基于多变量时滞系统的设定点滤波器设计

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控制工程 2017年第S1期24卷 20-24页

作者：葛月霆楚明辉杜星瀚靳其兵蒋北艳北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

针对多变量时滞系统存在的超调过大、强耦合等问题,提出了一种新的基于等效开环传递函数的设定点滤波器设计方法。该方法首先采用等效传递函数对多变量系统进行解耦,进而对解耦后的广义系统设计内模控制器,然后通过系统响应的峰值、峰... 详细信息

针对多变量时滞系统存在的超调过大、强耦合等问题,提出了一种新的基于等效开环传递函数的设定点滤波器设计方法。该方法首先采用等效传递函数对多变量系统进行解耦,进而对解耦后的广义系统设计内模控制器,然后通过系统响应的峰值、峰值时间以及滞后时间设计设定点滤波器,从而优化多变量系统的响应输出。仿真结果表明,该方法不仅能够消除各回路间的耦合,实现完全解耦,而且能够有效降低系统响应输出的超调量。方法设计简单,可以提高系统性能。

关键词：多变量时滞系统等效开环传递函数内模控制设定点滤波器

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多变量时滞系统鲁棒设计方法

多变量时滞系统鲁棒设计方法

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1996年中国控制会议

作者：王祥忠薛福珍庞国仲中国科学技术大学自动化系中国科学技术大学自动化系中国科学技术大学自动化系

基于Smith预估的多变量时滞系统,鲁棒对角优势保证鲁棒稳定这个一般性结论,本文提出一种多变量时滞系统鲁棒设计方法。该方法具有计算量小、保守性少、控制器易于设计和工程实现、设计的控制系统允许参数变化范围大等优点,因而有较大的... 详细信息

基于Smith预估的多变量时滞系统,鲁棒对角优势保证鲁棒稳定这个一般性结论,本文提出一种多变量时滞系统鲁棒设计方法。该方法具有计算量小、保守性少、控制器易于设计和工程实现、设计的控制系统允许参数变化范围大等优点,因而有较大的实际应用价值。用该方法实现了实际工业对象的鲁棒控制系统设计,取得了令人满意的结果。

关键词：多变量时滞系统鲁棒对角优势鲁棒稳定性 Smith预估

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基于OKID的多变量时滞系统改进内模控制

基于OKID的多变量时滞系统改进内模控制

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第26届中国控制与决策会议

作者：周志刚谢林柏轻工过程先进控制教育部重点实验室江南大学

对于工业生产系统中的多变量时滞系统,模型输出变量间的耦合及时滞因子的影响,使得针对这类系统的控制器的效果往往不令人满意.本文利用解耦控制器,首先对多变量时滞系统的输出进行解耦,由于解耦得到的子系统较复杂,难以利用改进内模控... 详细信息

对于工业生产系统中的多变量时滞系统,模型输出变量间的耦合及时滞因子的影响,使得针对这类系统的控制器的效果往往不令人满意.本文利用解耦控制器,首先对多变量时滞系统的输出进行解耦,由于解耦得到的子系统较复杂,难以利用改进内模控制(MIMC)进行建模控制,因此利用观测器/卡尔曼滤波器辨识(OKID)方法对解耦后的系统进行模型简化,利用该简化模型设计MIMC控制器并整定其滤波器参数,实现解耦系统对定值信号的跟踪控制.最后对一个化工过程系统模型进行仿真研究,结果表明了本算法的有效性.

关键词： MIMC 多变量时滞系统 OKID 解耦控制

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