1/15
文档分类:论文

2020年基于内膜控制的先进控制.ppt


下载后只包含 1 个 PPT 格式的文档,里面的视频和音频不保证可以播放,查看文件列表

特别说明:文档预览什么样,下载就是什么样。

下载所得到的文件列表
2020年基于内膜控制的先进控制.ppt
文档介绍:
论文框架

研究背景
课题方向
论文要点
结论
1

2

3

4

基于内膜控制的先进控制
*

研究背景
(1) 过程工业中使用的调节器主要是PID型的,它结构简单,易于操作,具有强鲁棒性和有效的实际应用。
因而PID控制器参数的整定方法长期受过程控制界的关注。

(2) 其整定方法有许多,如早期的Ziegler - Nichols的闭环临界比例度法,Cohen - Coon的开环反应曲线法,以及其它一些基于最小误差积分的方法。Rivera[1 ]等人首先将内模控制的思想引入到PID控制器的设计中,并建立了滤波器参数与PID控制器参数的关系。

(3)本文在前人的基础上,针对工业控制领域具有代表性过程控制对象,给出了基于内模控制的PID控制器设计方法。

基于内膜控制的先进控制
*

课题方向
(1) 基于内模控制原理,针对典型的工业过程对象,给出了PID控制器的设计方法,并根据现代控制理论的观点,证明了该方法符合线性二次型最优控制的选型原则。

(2) 将该方法应用于典型的工业过程对象的仿真研究,结果表明所设计的PID控制系统,只有滤波器的时间常数是需要整定的参数,方法比较简单,并且在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。

(3) 此外,该方法在现有的可编程控制器(PLC)、智能仪表、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统中都很容易实现,无需增加硬件投资,具有较高的工程应用价值。

基于内膜控制的先进控制
*

论文要点:内膜控制
内模控制:
内模控制的基本结构如图1所示,图中P( s)为实际被控过程对象, M ( s)为被控过程的数学模型, Q ( s)即内部模型,U ( s)为内模控制器,R(s), Y(s) , D(s)分别为系统的输入、输出和干扰信号。

基于内膜控制的先进控制
*

通过求取参考输入R(s)和扰动输入D(s)与过程输出Y(s
)之间的传递函数,易得出系统闭环响应为
内膜控制

基于内膜控制的先进控制
*

如果模型准确,即M ( s) = P( s) ,且没有外界扰动,即D( s) = 0 ,则模型的输出Y(s)与过程的输出Y相等,此时反馈信号为零。这样在无模型不确定性和无未知输入的条件下,内模控制系统具有开环结构。

基于内膜控制的PID控制器的设计:
具有内模控制结构的PID控制器理想的PID控制器具有如下的形式:
内膜控制的PID控制器的设计

基于内膜控制的先进控制
*

内模控制器
其目的是将内模控制器转化为PID类型的解,即使式(3)和式(4)等价,因而从内模控制的角度来设计PID控制器。通常内模控制器的设计过程如下[2 ]:
第一步:把模型分解为全通部分M+和最小相位部分M-,即

基于内膜控制的先进控制
*


第二步:模型误差的鲁棒性设计为抑制模型误差对系统的影响,增加系统的鲁棒性,在控制器中加入一个低通滤波器F( s) ,一般F( s)取最简单形式如下:
内模控制器

基于内膜控制的先进控制
*

通过求取参考输入R(s)和扰动输入D(s)与过程输出Y(s
)之间的传递函数,易得出系统闭环响应为
内模控制器

基于内膜控制的先进控制
*

一阶系统
当过程模型已知时,根据上式和PID控制算式,由s多项式各项幂次系数对应相等的原则,求解可得基于内模控制原理的PID控制器各参数。
3.2 一阶系统








可以看出,对于一阶系统,基于内模控制原理设计的控制器为PI控制器,其中

基于内膜控制的先进控制
*
内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.