Smith预估器

摘要： 燃煤发电系统中氨法脱硫控制系统具有时变、大延时、大惯性的特点。针对典型的大延迟系统,文中提出基于Smith预估器的脱硫控制系统,通过抵消系统被控对象中的纯滞后环节来提高系统的实时性。Smith预估器依赖准确的PID模型,系统中PID参数整定仍存在不确定性。利用SOA算法对PID参数进行整定,将绝对误差积分ITAE作为适应度函数,通过对适应度值的不断寻优,找到最佳的比例积分微分系数组合。仿真结果表明,相较于Smith预估器控制下的脱硫系统,基于SOA的Smith预估PID控制系统跟随性好且反应迅速,调节时间缩小为原来的9%,峰值时间缩小为原来的5%,具有较小的超调量,系统的实时性和稳定性得到保证。上述结果证明该算法对工程控制系统有效,并具有良好的应用前景。

摘要： 公共建筑中能源消耗的主要来源是暖通空调,时滞变化是导致暖通空调系统产生能耗的主要原因,为达到节约能耗的目的,研究公共建筑中暖通空调系统能耗控制方法。设计Smith预估器补偿控制回路的时滞;利用PI控制器提升Smith预估器内参考模型与实际模型的匹配度,提升时滞补偿的鲁棒性。通过模糊非线性PI在线优化方法,优化PI控制器的参数,增强控制效果。实验证明:该方法可有效控制暖通空调系统的能耗,将耗电功率低至18 kW;在设定温度出现阶跃变化时,该方法可有效缩短调节时间,减轻控制过程中的振荡现象,降低超调量与能耗。在分析水泵能耗时,该方法的最大阀门开度最大,能耗最低。

摘要： 温度作为温室环境中重要的指标之一,其所具有的时滞性和强非线性制约着温室大棚温度自动控制系统的智能化发展。针对该问题,本文对温室大棚中温度参数的特征值进行深入研究,提出了Smith预估器与模糊PID控制器相结合的控制策略,以此构建数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下进行控制策略仿真,验证该控制器在大棚温度控制中的优越性。

摘要： 【目的】解决长时滞控制系统中普遍存在的响应延时问题,改善长时滞系统的性能。【方法】基于自动控制原理及反馈控制理论,建立长时滞系统模型;对Smith预估器进行细致研究,对其内部滤波器及控制器进行相应的改进。【结果】改进后的Smith预估器缩短了长时滞控制系统的响应时间,提高了整个控制系统的鲁棒性和抗干扰性;相比于其他传统控制系统,新的控制系统具有明显的优势。【结论】改进的Smith预估器降低了时滞现象对于控制系统的影响,为长时滞系统的控制提供了新的解决思路。

摘要： 在实际生产控制系统中时滞现象相当普遍,而传统的PID控制方法对时滞系统的控制很难达到满意的效果且易引起系统的不稳定.Smith预估器是一种广泛应用于时滞系统闭环控制的有效方法,但存在预估器模型和被控对象参数不匹配时系统控制特性的劣化甚至发生振荡发散的问题.本文提出了一种基于李雅普诺夫稳定性理论,用于改善Smith预估器参数失配时控制特性的模型参考自适应控制方法,阐述了其基本原理并推导了1阶系统的自适应律,然后通过数值仿真计算进行了验证.理论分析推导和仿真计算结果表明,Smith预估器和自适应控制方法的结合明显改善了对时滞系统的控制性能,防止了系统的不稳定性,因而在一定程度上解决了Smith预估器存在的上述问题,取得了较好的效果,有望在实际的时滞系统和设备的过程控制中得到广泛的应用.

摘要： 针对某钢厂轧后冷却控制系统卷曲温度控制不理想以及缺少现代化网络监控的问题,经过对现有设备进行分析,采用冗余、环间耦合以及VLAN三种网络控制技术提高数据传输的安全可靠性和传输速度.在精调环节加入反馈控制并采用Smith预估器与模糊PID结合的控制算法提高卷曲温度控制精度,并对卷曲温度进行补偿优化,在精调环节取替原有的数学模型控制卷曲温度的控制方式.通过Matlab仿真结果证明Smith模糊PID控制超调小,达到目标卷曲温度的时间更短,控制性能更加优良.

摘要： 针对烷氧基化反应控制系统存在的滞后性及弱跟随性,采用双闭环控制(内环采用传统PID算法,外环在非线性自抗扰控制器的基础上引入Smith预估器),利用非线性自抗扰扩张状态观测器效率高的特点提高系统的抗扰性和跟随性.仿真试验结果表明,非线性自抗扰控制在抗扰性和响应速度方面优于线性自抗扰控制.

摘要： 自抗扰控制器(ADRC)因具备较强的鲁棒性及抗干扰能力,已成功应用于风力发电机变桨距系统中,但仍存在一定的延迟,为此,提出了一种Smith预估器与自抗扰控制器结合的变桨距控制方案,依靠Smith预估器所具备的预估补偿优势,使得自抗扰控制器提前动作.并仿真验证了该设计的可行性.与传统自抗扰控制器相比,与Smith预估器结合后的自抗扰控制器能较好地满足风力发电机变桨距控制要求,有效维持了风力发电机组输出功率的稳定性.

摘要： 在干法除尘系统中,分析转炉烟气生成机理和干法除尘系统除尘工艺特点,以及影响除尘效果重要参数的基础上,针对干法除尘系统温度控制系统对象具有非线性、纯滞后、不确定、干扰大的特点,本文提出了基于Smith预估补偿的非线性PID控制策略,应用此控制算法对实际转炉对象的辨识模型进行仿真分析,并投入应用,结果表明此控制策略能够明显地改善控制系统的动态品质和抗干扰性能,达到了较好的生产应用效果.

摘要： 在干法除尘系统中,分析转炉烟气生成机理和干法除尘系统除尘工艺特点,以及影响除尘效果重要参数的基础上,针对干法除尘系统温度控制系统对象具有非线性、纯滞后、不确定、干扰大的特点,本文提出了基于Smith预估补偿的非线性PID控制策略,应用此控制算法对实际转炉对象的辨识模型进行仿真分析,并投入应用,结果表明此控制策略能够明显地改善控制系统的动态品质和抗干扰性能,达到了较好的生产应用效果.

摘要： 在干法除尘系统中,分析转炉烟气生成机理和干法除尘系统除尘工艺特点,以及影响除尘效果重要参数的基础上,针对干法除尘系统温度控制系统对象具有非线性、纯滞后、不确定、干扰大的特点,本文提出了基于Smith预估补偿的非线性PID控制策略,应用此控制算法对实际转炉对象的辨识模型进行仿真分析,并投入应用,结果表明此控制策略能够明显地改善控制系统的动态品质和抗干扰性能,达到了较好的生产应用效果.

摘要： 在干法除尘系统中,分析转炉烟气生成机理和干法除尘系统除尘工艺特点,以及影响除尘效果重要参数的基础上,针对干法除尘系统温度控制系统对象具有非线性、纯滞后、不确定、干扰大的特点,本文提出了基于Smith预估补偿的非线性PID控制策略,应用此控制算法对实际转炉对象的辨识模型进行仿真分析,并投入应用,结果表明此控制策略能够明显地改善控制系统的动态品质和抗干扰性能,达到了较好的生产应用效果.

摘要： 智能阀门定位器作为调节阀的核心附件,在工业控制中决定系统的动静态性能.由于工业调节阀中广泛存在时滞的现象,导致调节阀的动态响应变差,控制回路整体性能有所减弱,快速性大大降低.对此,本文提出一种基于模糊原理的带有Smith预估器的智能阀门定位器控制方法,通过Smith预估器来克服时滞对系统性能的影响,通过模糊控制实现参数的自动整定,两者结合来提升系统性能.这种方法能兼顾工业生产过程对快速性和稳定性的要求.仿真结果表明,模糊Smith控制方法比模糊内模控制方法和传统PID方法更能有效提高调节阀的快速性,改善系统性能.

摘要： 智能阀门定位器作为调节阀的核心附件,在工业控制中决定系统的动静态性能.由于工业调节阀中广泛存在时滞的现象,导致调节阀的动态响应变差,控制回路整体性能有所减弱,快速性大大降低.对此,本文提出一种基于模糊原理的带有Smith预估器的智能阀门定位器控制方法,通过Smith预估器来克服时滞对系统性能的影响,通过模糊控制实现参数的自动整定,两者结合来提升系统性能.这种方法能兼顾工业生产过程对快速性和稳定性的要求.仿真结果表明,模糊Smith控制方法比模糊内模控制方法和传统PID方法更能有效提高调节阀的快速性,改善系统性能.

摘要： 智能阀门定位器作为调节阀的核心附件,在工业控制中决定系统的动静态性能.由于工业调节阀中广泛存在时滞的现象,导致调节阀的动态响应变差,控制回路整体性能有所减弱,快速性大大降低.对此,本文提出一种基于模糊原理的带有Smith预估器的智能阀门定位器控制方法,通过Smith预估器来克服时滞对系统性能的影响,通过模糊控制实现参数的自动整定,两者结合来提升系统性能.这种方法能兼顾工业生产过程对快速性和稳定性的要求.仿真结果表明,模糊Smith控制方法比模糊内模控制方法和传统PID方法更能有效提高调节阀的快速性,改善系统性能.

摘要： 智能阀门定位器作为调节阀的核心附件,在工业控制中决定系统的动静态性能.由于工业调节阀中广泛存在时滞的现象,导致调节阀的动态响应变差,控制回路整体性能有所减弱,快速性大大降低.对此,本文提出一种基于模糊原理的带有Smith预估器的智能阀门定位器控制方法,通过Smith预估器来克服时滞对系统性能的影响,通过模糊控制实现参数的自动整定,两者结合来提升系统性能.这种方法能兼顾工业生产过程对快速性和稳定性的要求.仿真结果表明,模糊Smith控制方法比模糊内模控制方法和传统PID方法更能有效提高调节阀的快速性,改善系统性能.

摘要： 智能阀门定位器作为调节阀的核心附件,在工业控制中决定系统的动静态性能.由于工业调节阀中广泛存在时滞的现象,导致调节阀的动态响应变差,控制回路整体性能有所减弱,快速性大大降低.对此,本文提出一种基于模糊原理的带有Smith预估器的智能阀门定位器控制方法,通过Smith预估器来克服时滞对系统性能的影响,通过模糊控制实现参数的自动整定,两者结合来提升系统性能.这种方法能兼顾工业生产过程对快速性和稳定性的要求.仿真结果表明,模糊Smith控制方法比模糊内模控制方法和传统PID方法更能有效提高调节阀的快速性,改善系统性能.

摘要： 由于机组的主蒸汽温度的大滞后特性,很难取得良好的控制效果.目前虽然有各种先进的控制算法和控制理念用来补偿主汽温控制大滞后的特性,并且仿真试验效果也比较良好.但是真正运用于实际燃煤电厂控制中的并不是很多.本文提出一种改进型Smith预估控制方法,和串级控制结合在一起,在电厂的主汽温控制方面取得了良好的控制效果,提高了系统的控制品质.

摘要： 本发明的基于Smith预估器的时滞系统控制方法包括：构建含有时滞环节的被控对象的数学模型，并计算被控对象的模型参数；基于被控对象的模型参数来设计Smith预估器；计算Smith预估器补偿后误差信号及反馈信号；利用输入参考信号与反馈信号来计算控制用误差信号；以及利用控制用误差信号生成控制信号，并输出给被控对象以对其进行控制。本发明的以Smith预估器为参考模型的自适应控制方法包括：构建含有时滞环节、且数学模型参数、动态特性不能确定的被控对象的数学模型；基于数学模型参数的预估值来设计Smith预估器作为参考模型；计算最佳的自适应向前控制参数及自适应反馈控制参数；利用计算得到的自适应向前控制参数及自适应反馈控制参数来生成自适应控制信号。

摘要： 本发明提供了基于改进型Smith预估器的航空发动机H∞控制方法，属于航空发动机控制与仿真技术领域。本发明首先针对航空发动机非线性模型建立合理的小偏差线性模型，并选择某工况的状态空间模型数据作为控制器设计的被控对象；选取合适的性能指标加权函数参数，求解出H∞输出反馈控制器，调节参数至基本达到控制要求；基于采用H∞控制律设计的闭环反馈控制系统，设计改进结构的Smith预估补偿器，构成复合控制器，针对被控对象的预估模型和参数与其真实模型和参数存在较大偏差，在控制系统中增加一个采用PID控制律设计的偏差矫正控制器，用于镇定被控对象，利用被控对象与模型输出信号的比较来做出适应性修正，从而进一步增强系统的鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种基于自适应Smith预估器的遥操作双边PID控制方法。首先建立双边控制系统在大时延下的名义动力学模型；提出自适应Smith预估控制方法及其结构，将传统的模型参考自适应控制中的被控过程与参考模型对换，使得Smith预估器的参数可以自适应校正；然后利用李雅普诺夫能量函数法设计多参数可调的自适应调节律；其次在从端控制器中加入低通滤波器，并选取合适参数，消除关节高频信号的干扰。与其他控制方法相比，本发明所提出的控制方法可以在大时延且具有系统建模误差的情况下保持遥操作系统稳定，并且具有良好的跟踪性能。

摘要： 本发明提供一种基于Smith预估器和粒子群优化算法的无人船舵向PID控制器设计方法。建立无人船电动液压舵转向系统时滞模型，建立无人船船体运动模型、舵机模型、带改进Smith预估器的PID控制器模型；其中改进Smith预估器是传统Smith预估器的优化设计，可以同时对前向通路与反馈通路中的时滞进行补偿。搭建带改进Smith预估器的无人船舵向PID控制系统模型；PID控制器模型参数优化整定采用混合均值中心反向学习粒子群优化算法。针对无人船电动液压舵转向系统的前向与反馈通路双滞后特性，优化了Smith预估器结构，提高了控制系统的稳定性与动态性能，同时解决了PID控制器参数整定困难且整定参数很难达到最优的问题，可实现对高速无人船舵向的平稳控制。

摘要： 本发明公开了一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法及其装置，属于光电跟踪系统目标跟踪控制领域，针对在光电跟踪系统中传统Smith预估器控制方法只能通过分离时滞来提升系统的控制性能，无法直接对时滞进行补偿而导致跟踪精度提升有限的问题，该方法在传统Smith预估器分离时滞并提取出过去时刻目标轨迹的基础上，采用最小二乘算法对目标轨迹进行预测外推，获取当前时刻目标轨迹，直接补偿信号时滞，以进一步提高光电跟踪系统跟踪能力，该方法是对控制算法进行优化，在不额外增加传感器的情况下，充分应用系统信息，提升系统的性能。

摘要： 本发明公开了一种前馈改进Smith预估器的光电跟踪控制方法，涉及光电跟踪系统目标跟踪控制技术领域，首先在光电跟踪平台上安装光纤陀螺，获得光电跟踪平台在惯性空间运动的旋转角速度，利用频率响应测试仪，采用频域拟合的方式获取光电跟踪平台的高精度速度对象模型；将CCD图像传感器安装在跟踪设备上，获得带有时滞的目标脱靶量信息；再根据获取到的高精度速度对象模型，设计相应的速度控制器；根据设计的速度闭环得到位置被控对象模型，并设计位置控制器；在位置控制器加入负反馈积分环节，将CCD脱靶量与速度给定信号经位置对象模型的输出叠加得到中间信号；将中间信号经过微分和低通滤波器去噪以后，与位置控制器的输出叠加。

摘要： 本发明的基于Smith预估器的时滞系统控制方法包括：构建含有时滞环节的被控对象的数学模型，并计算被控对象的模型参数；基于被控对象的模型参数来设计Smith预估器；计算Smith预估器补偿后误差信号及反馈信号；利用输入参考信号与反馈信号来计算控制用误差信号；以及利用控制用误差信号生成控制信号，并输出给被控对象以对其进行控制。本发明的以Smith预估器为参考模型的自适应控制方法包括：构建含有时滞环节、且数学模型参数、动态特性不能确定的被控对象的数学模型；基于数学模型参数的预估值来设计Smith预估器作为参考模型；计算最佳的自适应向前控制参数及自适应反馈控制参数；利用计算得到的自适应向前控制参数及自适应反馈控制参数来生成自适应控制信号。

摘要： 本发明提供了基于改进型Smith预估器的航空发动机H∞控制方法，属于航空发动机控制与仿真技术领域。本发明首先针对航空发动机非线性模型建立合理的小偏差线性模型，并选择某工况的状态空间模型数据作为控制器设计的被控对象；选取合适的性能指标加权函数参数，求解出H∞输出反馈控制器，调节参数至基本达到控制要求；基于采用H∞控制律设计的闭环反馈控制系统，设计改进结构的Smith预估补偿器，构成复合控制器，针对被控对象的预估模型和参数与其真实模型和参数存在较大偏差，在控制系统中增加一个采用PID控制律设计的偏差矫正控制器，用于镇定被控对象，利用被控对象与模型输出信号的比较来做出适应性修正，从而进一步增强系统的鲁棒性。

摘要： 本发明提供了一种基于改进型Smith预估器的光电跟踪系统控制方法，针对当前光电跟踪系统中存在的延迟和抗扰能力不足问题，通过使用Smith时滞补偿原理减小了延迟对系统稳定的影响，同时对经典的Smith预估器控制结构进行改进，实现了一种不仅可以减小时延，还能有效提高系统扰动抑制能力的控制结构。其核心在于用误差前馈的思想，将延迟带来的影响和扰动量估计出来，然后前馈到控制回路的前向通道中，实现延迟补偿和扰动补偿。该方法不仅解决了延迟对系统的不利影响，而且还进一步提高系统的扰动抑制能力，使系统的稳定性更强。

摘要： 本发明公开了一种基于自适应Smith预估器的遥操作双边PID控制方法。首先建立双边控制系统在大时延下的名义动力学模型；提出自适应Smith预估控制方法及其结构，将传统的模型参考自适应控制中的被控过程与参考模型对换，使得Smith预估器的参数可以自适应校正；然后利用李雅普诺夫能量函数法设计多参数可调的自适应调节律；其次在从端控制器中加入低通滤波器，并选取合适参数，消除关节高频信号的干扰。与其他控制方法相比，本发明所提出的控制方法可以在大时延且具有系统建模误差的情况下保持遥操作系统稳定，并且具有良好的跟踪性能。