串级控制

摘要： 针对碘化反应存在温度控制精度低、物料配比调节难等问题,基于工艺流程分析,采用集散控制技术搭建和利时(Hollys)集散控制系统(DCS)架构,完成动态数据显示和报警瞬时动作等监控功能组态.设计主回路温度定值控制-副回路温度随动控制的串级控制器,克服反应釜锅炉夹套热传导的温度影响.进一步引入和利时比例-积分-微分(HSPID)方法,提出反应釜温度串级控制的HSPID算法,避免微分作用引起的扰动.运行测试结果表明:衰减比稳定在4:1内,温度控制在68°C允许范围内,且监控实时性好.

摘要： 针对电厂目前普遍采用PI-PI串级控制器调节锅炉主蒸汽温度系统,不能有效克服惯性、时滞和参数时变等问题的影响,本文提出了一种理想GPC(Generalized predictive control)-PI串级控制器.首先,该理想串级控制器不仅能抑制一次和二次扰动,而且外环GPC通过对主蒸汽温度的多步预测,并结合滚动优化技术能有效克服主蒸汽温度系统的惯性和时滞问题.另外,针对主蒸汽温度系统参数时变的特性,该理想控制器采用了T-S(Takagi-Sugeno)型模糊神经网络(Fuzzy neural network,FNN)作为主蒸汽温度模型,该模型能够通过反馈校正技术实时更新模型参数.同时,为了改善主蒸汽温度系统动态响应品质和稳定性,对外环GPC中的权重因子进行了模糊自校正设计,通过理论分析和对比仿真验证了该理想GPC-PI串级控制器优于权重因子固定的GPC-PI和PI-PI串级控制器.最后,考虑到直接将电厂集散控制系统(Distributed control system,DCS)中的PI-PI串级控制器升级为理想GPC-PI串级控制器存在安全以及风险责任等问题,故将电厂的传统PI-PI串级控制器升级成外挂的GPC-PI-PI串级控制器,既改善了锅炉主蒸汽温度的控制效果又规避了风险责任,实际应用验证了该方法的有效性.

摘要： 为研究某型双轴涡扇航空发动机的调速问题,文中利用航空发动机自身的无源特性和燃油输入与转速输出的稳态对应关系设计无超调调速控制器,在不利用发动机解析模型的情况下,完成控制器的设计和系统分析。鉴于在设定值跟踪过程中,积分的作用是根据历史误差最终积累出目标转速对应的稳态油量,文中采用发动机的输入油量与转速之间的稳态对应关系取代积分作用与比例作用共同完成调速。加速过程中油量超过目标稳态油的幅度由比例控制强度决定,调整比例控制系数即可调整系统跟踪速度。由于转速误差趋于0的过程中供油量同步回归目标供油量,因此能够避免积分滞后作用的弊端,从而避免速度超调。在高压转子动态足够快且只考虑低压转子一阶动态的情况下,通过仿真对无超调的调速效果进行验证。结果表明,文中控制结构用于双轴涡扇发动机超调极小,极小的超调是由被忽略的高压转子动态造成的。为减小高压转子动态的影响并进一步改善调速效果,文中提出一种基于航空发动机静态特性的串级调速结构。实验结果表明,串级结构能够有效消除超调。

摘要： 重绕分切是隔膜材料应用中的一个重要的工艺过程。为提高产品的质量和生产效率,以锂电池隔膜分切机中的放卷张力控制为研究对象,提出一种混合串级控制方案。考虑到张力滞后于速度,张力外环利用模型预测控制的优点,通过滚动优化,得到速度内环的给定值;速度内环通过反演控制律实现速度的自动跟踪,以达到稳定张力的目的。建立了张力及多轴驱动的动力学模型,基于模型设计了放卷张力的两级控制器;针对系统的扰动及建模不准等因素,设计了实时的干扰观测器对控制器进行补偿。仿真结果表明,提出的混合串级控制系统能够很好地适应隔膜分切机不同工况下的控制要求,具有很好的有效性和可靠性。在实际生产和相关控制研究中有一定借鉴意义。

摘要： 针对精馏工艺过程中存在工艺参数波动、控制精度较低的问题,设计了一套基于PCS7控制系统的精馏过程控制方案。对精馏过程中灵敏板温度这一核心控制回路,提出了多回路串级PID控制策略,并为主副控制器增加了限值保护功能。在精馏微缩工艺实物平台的基础上,利用PCS7控制系统实现精馏过程控制方案并运用WINCC上位机软件在线实时监控。实验结果表明,精馏过程自动运行,安全可靠。与传统的单回路控制策略相比,采用多回路串级PID控制策略及限值保护功能,能够有效解决精馏过程中存在的上述问题,同时增强了工艺过程的平稳性,为大型精馏工业控制系统的升级改造提供了一种新型方案。

摘要： 四旋翼飞行器的姿态控制是无人机稳定飞行的关键技术之一。针对复杂多变作业条件下飞行器参数会经常发生变化的问题,在典型控制方法的基础上提出一种自适应的智能控制方法。首先,根据牛顿欧拉定律推导出无人机在地理坐标系下的动力学模型,并对其中参数进行测量计算;然后基于三角形隶属度函数建立模糊控制器,作为外环自主切换的两种控制方式之一,并设置平滑切换过程;最后结合外环对姿态角的控制方法以及内环对角速度快速调整的PD控制方法,实现了无人机串级PID控制方法。仿真和实验结果表明,该系统能够有效控制四旋翼飞行器的飞行姿态。相比较其它算法,其具有更好的鲁棒性和姿态调节的快速性。提升了无人机在飞行过程中抵抗环境扰动和系统动态响应的能力,为四旋翼飞行器控制研究提供了重要的理论与实践基础。

摘要： 在化工过程中应用预测控制时,有必要对常规串级控制结构进行简化以缩短系统稳态调节时间。通过推导预测控制器的广义被控对象模型,实现了将常规串级控制转变为主变量单回路控制、副变量单回路控制,以串级CSTR为例进行了仿真对比,结果表明:简化串级结构可以减少系统稳态调节时间。

摘要： 针对乙烯精馏塔提馏段温度原控制方案的不足,采用提馏段温度-C3气流量组成串级控制方式,提高温度稳定性,同时采用提馏段温度-丙烯凝液储槽液位的选择性控制系统,克服丙烯凝液储槽出口排出气态丙烯的问题,从而保证生产安全平稳进行。与原控制效果比较,现提馏段温度稳定性和控制精度大大改善,控制质量获得提高。

摘要： 目的:提出一种遗传模糊PID串级系统。方法:以出口温度为主被控量,进风温度为副被控量构成一个串级调节系统,主回路采用遗传模糊PID控制器,副回路采用PI控制器。结果:仿真试验表明,与经典PID控制相比,串级遗传模糊PID控制具有调节时间短、鲁棒性好等优点。结论:遗传模糊PID串级豆粉干燥塔喷雾系统可以提高豆粉的生产质量。

摘要： 通过介绍DCS系统的相关概念、知识,结合联碱生产的实际情况,详细阐述了天津渤化永利化工股份有限公司DCS系统在联碱生产中的应用。

摘要： 蒸发冷却器的温度控制是转炉干法除尘系统的核心.本文结合蒸发冷却器本身的工艺特点和控制要求,提出了一种以串级控制为基础的温度控制策略,解决了本系统自动控制中容易出现的超调和频繁振荡的问题.在某钢厂的实际工程中运用并获得了稳定可靠的控制效果,同时对以后的改进提出建议.

摘要： 随着科学技术的快速发展,各个领域对温度控制系统的自动化、稳定性等有了更高的要求.在热处理中,外热式坩埚盐浴炉是一种大规模使用的热处理设备,但在长期使用中,控温一直存在控温精度低、温度调整反应迟缓、需要人为干预等一系列问题.这些问题不仅会对热处理工件的质量可靠性造成严重影响,同时存在能耗高、坩埚寿命短等一系列问题.本文介绍了在钎具热处理过程中,外热式坩埚盐浴炉温度自动串级控制的设计原理与实践经验,以及宇电AI-716、AI-719人工智能温度控制器在该控制系统中的使用功能及效果.

摘要： 结合具体案例对串级控制系统及串级比值控制系统做了介绍,分别以硝酸铵装置中反应器闪蒸槽液位与进管式反应器参与反应的液氨流量之间的串级控制系统及硝酸装置氨氧化反应中氧化炉温度与氨空比的串级比值控制系统为例进行了分析.通过以上分析可以看出采用串级控制更有利于被控变量的稳定.

摘要： 本文详细阐述了目前国内电厂脱硝系统普遍使用的串级喷氨自动控制策略的原理,在国电常州公司630MW超临界机组脱硝喷氨自动控制系统中增加了滤波逻辑,自动控制系统投运时的调节品质验证了该控制策略的稳定性,保证了脱硝系统自动的投入率及控制准确度,对同类电厂脱硝喷氨自动控制逻辑的完善有一定的借鉴意义.另外本文针对喷氨自动控制在CEMS系统反吹时期内的自动控制提出了优化改造方案.

摘要： 依据某高空台飞行环境模拟系统电液伺服位置跟踪控制回路高精度、高响应的需求,采用了系统仿真和工程实用控制系统设计与调试相结合的手段;依次分析并建立了某高空台电液伺服位置跟踪控制系统的数学模型,并在Matlab&Simulink平台上进行了仿真调试与分析,证明仿真调试所得到的伺服位置跟踪控制系统能够满足实际的高精度控制要求;最后利用系统数学模型和仿真结果对实际的控制系统进行了串级控制、非线性补偿等工程改进工作.经高空台实际飞行环境模拟试验验证,工程实现后的电液伺服位置跟踪控制回路取得了理想的动态响应和位置跟踪能力,保证了高空台飞行环境模拟控制系统的过渡态调节品质和稳态调节精度.

摘要： 针对精馏塔提馏段温度控制系统延迟滞后以及扰动性强的特点,提出了一种自抗扰控制器(ADRC)与串级控制相结合的控制方案,实现对常规PID控制器的补偿,使控制系统能够适应对象的非线性和时变特性.仿真结果表明,该方法能较好地适应对象特性的变化,且控制系统的性能比常规串级控制系统有较大的提高.

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： 基于装甲车270V/28V双电压电气系统的背景,根据装甲车载电源的特殊要求设计开发了一台功率为10kW的双向隔离型DC/DC变换器,本文针对双向DC/DC变换器的稳定性、可靠性、容量等方面进行深入研究.为了提高控制精度以及使电压和电流均可控,本文设计了一种串级PID控制方案.考虑到传统PID控制器参数整定方法无法很好满足其控制性能,本文采用遗传算法对和试验对控制器的控制参数进行优化并给出了优化结果.最后通过仿真研究与分析,本文设计的大功率双向隔离型DC/DC变换器稳定可靠,且效率精度均达到要求.

摘要： 在面粉加工中,小麦水分调节是至关重要的工艺之一,湿麦的水分湿度值直接决定面粉出粉率的高低.针对小麦水分调节系统不可忽略的时滞性,在常规PID算法的基础上,融合了动态矩阵控制算法,设计了基于DMC-PID算法的小麦水分调节串级控制策略.仿真及PLC实验结果表明,DMC-PID算法能有效地减小系统的时滞,增强系统的抗干扰能力,实现了小麦水分调节机快速、准确地着水,获得了最佳入磨湿度.

摘要： 基于脱硝系统精细化控制总体思路,本文提出了利用温度场测量装置构建二维温度场,在此基础上优化PID控制策略,利用温度场与NOx生成量的耦合关系,使脱硝控制系统能够适应锅炉大负荷波动带来的影响.

摘要： 本发明涉及一种基于多闭环串级控制的滚球系统运动控制方法，用于以摄像头作为单一传感器的滚球系统，该滚球系统包括滚球、目标点、平板、摄像头和控制机构，控制机构采用多闭环串级控制方案对滚球的运动进行控制，多闭环串级控制方案以通过摄像头实时获取的数据信息作为反馈，对滚球的运动进行调整，多闭环串级控制方案包括，当滚球与目标点的距离大于预设的第一距离时，采用基于速度环和加速度环的双闭环串级控制，速度环以滚球在平板上的速度作为反馈信号，加速度环以滚球在平板上的加速度作为反馈信号。与现有技术相比，本发明滚球系统运动控制方法易于实施，控制效果好，能够使滚球快速、精确、稳定地到达平板上的目标点。

摘要： 本发明涉及一种基于模糊神经网络PID控制器的阀位串级控制方法，属于自动控制领域。该方法建立了包括调节阀阀位控制回路和比例阀阀后压力控制回路的阀位串级控制模型，调节阀阀位控制回路为主环，以调节阀阀位为主环控制对象；比例阀阀后压力控制回路为副环，以比例阀阀后压力为副环控制对象；阀位串级控制模型以调节阀阀位为控制目标，调节阀阀位控制回路采用模糊神经网络PID算法。本发明解决了阀位控制过程复杂多变，难以建立精确数学模型，致使传统PID控制控制效果不佳以及单回路控制难以消除外界扰动的难题，能够对阀位控制过程进行动态实时控制，提升了控制过程的快速性、准确性和鲁棒性，利于调节阀稳定连续地工作。

摘要： 本发明公开一种无人艇航行串级控制系统及其控制方法，该控制系统包括制导系统，串级控制系统和无人艇环境感知系统；无人艇环境感知系统感知航行信息并将该信息传输给制导系统和串级控制系统，无人艇环境感知系统包括导航传感器模块，距离感知模块和干扰感知模块；制导系统包括任务导航模块，反应式避障模块，海事规则避障模块和路径规划模块；串级控制系统包括主反馈回路和副反馈回路；制导系统与主反馈回路中的主控制器和无人艇轨迹反馈系统连接；副反馈回路在主反馈回路的内部，其中主控制器与副控制器和无人艇姿态反馈系统连接，副控制器与无人艇船体模型辨识系统连接。本发明可抑制外部环境的干扰，使无人挺高性能的航行。

摘要： 本发明公开了一种浆体管道输送串级控制系统和该控制系统的控制方法；控制系统，包括依次连接的一级泵站系统、二级泵站系统、三级泵站系统、四级泵站系统及五级泵站系统。一级泵站系统包括通过管道依次连接的流量变送器F1、磨机2、首端储浆罐、喂浆泵流量变送器F2及一级泵站；流量变送器F1、流量变送器F2均与第一PLC控制器的输入端连接；第一PLC控制器的输出端与一级泵站主泵的变频器连接。控制系统具有多系统协调、降低人工参与的特点；控制方法，提升了系统运行稳定性和效率。

摘要： 本发明涉及一种控制小钢坯轧制翘曲的串级控制方法，属于轧钢控制技术领域。技术方案是：除鳞温差控制模型，关键步骤是建立除鳞水调节阀开度、钢坯导热系数、板坯厚度、钢坯上下表面温差的方程(P1‑P2)/P1=k∆T×kH×(λ2‑λ1)/λ2；轧机秒流量控制模型，关键步骤是建立工作辊转速、工作辊半径、钢坯上下表面热膨胀系数的方程ω1/ω2=ω1/ω2=[R2×(1+β1)]/[R1×(1+β2)]。本发明在除鳞阶段和轧制阶段分别进行温差和秒流量串级控制，避免或减轻小钢坯轧制过程中可能出现的翘曲，保证轧制过程安全可控，保障产品质量合格。

摘要： 本发明公开了一种空气源热泵温度控制系统MPC‑PID串级控制方法，本发明建立了空气源热泵热水系统中的水流量与出水温度之间的数学模型。采用BP神经网络作为模型预测控制器及拟牛顿法进行目标误差函数数值优化，提出模型预测控制(MPC)算法与PID控制相结合的新型MPC‑PID串级控制策略，并对空气源热泵热水系统进行跟踪性能和抗干扰性能测试。实验结果表明，此控制策略提高了热泵系统的跟踪性能和抗干扰性能,还改善了系统强鲁棒性，其总体性能优于PID‑PID串级控制系统。

摘要： 本发明公开了一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统，包括：抽气管路一端与抽气机连通，另一端分为三条抽气管支路，三条支管分别在上、中、下层；三条抽气管支路中均设有通断控制阀；通风管一端与鼓风机连通，另一端伸入矿道在矿道中铺设；温湿度传感器设置于通风管中；主控制回路的输入端与抽气机连通，用于获取抽气机抽取的气体，根据气体中瓦斯浓度产生主控制信号；副控制回路的信号输入端分别与抽气机、鼓风机、主控制回路的信号输出端连接，副控制回路的信号输出端与风机转速阀、通断控制阀、加湿机、制冷机连接；风机转速阀与抽气机、鼓风机连接。本发明将抽气管路、送风管路进行三层铺设，可以精确的对矿道中气体流通的控制。

摘要： 本发明公开了一种串级控制系统抗积分饱和方法，当副调节器PID2输出达到限值时，将副调节器PID2置于跟踪状态，闭锁其输出；当副调节器PID2输入偏差反向后，取消对副调节器PID2输出的闭锁。修改主调节器PID1闭锁条件。当副调节器PID2输出达到限值时，置位RS触发器，单向闭锁主调节器PID1输出，以确保当副调节器PID2输出抖动变化时，始终闭锁主调节器PID1输出；当副调节器PID2输入偏差反向时，复位RS触发器，取消主调节器PID1闭锁信号。针对串级控制系统积分饱和问题，从改变副调节器PID2跟踪方式、修改主调节器PID1闭锁条件等方面考虑，既可有效避免串级控制系统主调节器PID1的积分饱和，又能保证主调节器PID2的快速调节。

摘要： 本发明涉及火力发电、智能优化控制技术领域，具体涉及一种二阶惯性纯滞后智能串级控制系统及其控制方法。针二阶惯性纯滞后系统存在非线性、纯滞后等问题，采用模糊控制与预测控制相结合的控制策略，设计了二阶惯性纯滞后智能串级控制系统，内回路采用预测PI控制，外回路采用模糊预测PI控制。同时，为了改善该二阶惯性纯滞后系统的控制性能和控制精度，提出一种基于改进粒子群优化的模糊预测串级控制方法。该方法将ITAE积分性能指标作为改进粒子群算法的适应度函数，利用改进粒子群算法对模糊预测PI控制器参数进行优化。

摘要： 一种基于串级控制的层流质量流量控制系统，包括层流元件、传感器组件、电子控制部分、高压侧检测口、低压侧检测口、调节阀、连接管道一、副控制回路压力传感器、连接管道二、第二温度传感器。当流量设定值与检测值有偏差时，该偏差送入主控制器，主控制器经过计算输出压力设定值，该设定值与压力检测值比较后其偏差送给副控制器，副控制器经过计算输出控制信号给调节阀，使压力达到设定值。接着进一步调节流量值并检侧，流量设定值与该检测值比较后，其偏差送入主控制器进一步调节流量，如此循环往复，使流量达到设定值。本实用新型具有抗干扰能力强、控制精度高、稳定性好、超调小、过渡过程短、收敛速度快的特点。