一类时变时滞大延迟系统的自适应模糊Smith控制策略研究
发布时间：2022-10-29 16:49
在工业生产过程中,被控对象通常具有不同程度的纯延迟。如果延迟过大,则使用传统的PI或PID控制器难以获得满意的控制性能。为了维持系统的平稳,必须采用先进控制方案,使用较多的是Smith预估器。Smith预估器需要对对象模型与延迟特性具有充分了解,但是很多情况下这样的系统参数难以准确获得。如此,简单Smith预估器无法获得良好的控制。本文对松脂合剂化学生产过程中蛇形反应器的反应温度这一类时变时滞大延迟系统的控制策略进行了较为深入的研究,将设计一种算法,采用基于无辨识自适应的模糊Smith控制,来解决松脂合剂生产中换热反应过程的温度控制,以便对类似的控制场景提供一种工程解决方案。模糊控制算法基于自适应采样控制,同时保持了参数跟踪特性,使控制性能优化的控制算法简单实用。自适应类控制在非线性、不确定的动态系统中,可以实时跟踪受控过程的结构参数和模型参数,以达到自校正控制目的。本文采用西门子S7-400和S7-SCL编写控制算法,逐步分析引入模糊控制、加入Smith预估补偿控制、以及自适应控制,对比快速性、稳定性、准确性,通过仿真,证实了引入自适应模糊Smith控制对纯滞迟的控制有非常明显的作用...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 关于时变时滞大延迟系统控制方法的文献综述
1.1 前言
1.1.1 课题研究的意义
1.1.2 国内外现状
1.2 研究对象
1.2.1 工艺及性质
1.2.2 加工工艺
1.3 SMITH预估器的缺陷
1.4 西门子S7-400与S7-SCL编程
1.5 论文主要工作及章节安排
第2章 松脂合剂生产过程反应温度控制的研究方法
2.1 本次研究对象所采用的工艺
2.1.1 工艺模型
2.1.2 换热器常规计算模型
2.1.3 对象一阶传递函数
2.1.4 对象二阶传递函数
2.2 问题分析与解决途经
2.2.1 时滞对系统的影响
2.2.2 时滞系统的控制方法
2.2.3 智能控制
2.3 本章小结
第3章 模糊PID控制算法实现
3.1 PID调节器
3.1.1 PID调节器理论
3.1.2 PID调节器PLC实现
3.1.3 PID调节器控制效果与分析
3.2 模糊PID控制算法
3.2.1 模糊控制算法理论
3.2.2 基于解析结构的模糊PID控制算法
3.2.3 模糊调节器PLC实现
3.2.4 单纯模糊调节器控制效果
3.3 本章小结
第4章 纯滞后SMITH预估模糊控制
4.1 SMITH补偿控制基本原理
4.2 SMITH补偿调节器算法实现
4.3 模糊SMITH算法PLC实现
4.4 SMITH补偿调节器控制效果
4.5 本章小结
第5章 自适应模糊控制与SMITH预估控制算法
5.1 自适应算法理论
5.2 自适应模糊算法的PLC实现
5.3 自适应模糊SMITH算法实现与控制效果
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进型Smith模糊PID的直接空冷背压控制优化[J]. 王琦,王岚,景鑫,白建云. 山西大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]基于Smith预估器和自适应模糊PID的温控系统[J]. 许玉忠. 南通大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]自适应Smith预估补偿的过热汽温控制系统[J]. 张丽香,陈凤兰. 信息与控制. 2015(05)
[4]自适应模糊控制综述[J]. 李岚. 山东工业技术. 2015(10)
[5]一类热工不稳定滞后对象的补偿控制方法[J]. 刘长良,马增辉,王福宁. 热力发电. 2015(02)
[6]Smith预估模糊自适应PID控制在时滞系统中的应用[J]. 李全俊,黄权,李锦. 兵工自动化. 2011(12)
[7]大滞后系统模糊自适应PI-Smith控制[J]. 魏秋月,王文庆. 自动化与仪表. 2011(04)
[8]大时滞系统自适应模糊Smith控制[J]. 张平,苑明哲,王宏. 计算机仿真. 2006(09)
[9]一种新型自适应模糊控制算法[J]. 王雅静. 山东冶金. 2005(05)
[10]自调整模糊控制器的控制参数和控制规则[J]. 邓辉文,王艺,胡伟平. 计算机科学. 2003(05)
博士论文
[1]Mamdani模糊控制系统的结构分析理论研究及其在暖通空调中的应用[D]. 吕红丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]基于史密斯预估器的时滞系统控制研究[D]. 丁晓迪.江南大学 2016
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法开发[D]. 汶爱文.华北电力大学 2016
[3]系统模型摄动下的自适应Smith预估控制研究[D]. 王秀玲.广西科技大学 2013
本文编号：3698065
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 关于时变时滞大延迟系统控制方法的文献综述
1.1 前言
1.1.1 课题研究的意义
1.1.2 国内外现状
1.2 研究对象
1.2.1 工艺及性质
1.2.2 加工工艺
1.3 SMITH预估器的缺陷
1.4 西门子S7-400与S7-SCL编程
1.5 论文主要工作及章节安排
第2章 松脂合剂生产过程反应温度控制的研究方法
2.1 本次研究对象所采用的工艺
2.1.1 工艺模型
2.1.2 换热器常规计算模型
2.1.3 对象一阶传递函数
2.1.4 对象二阶传递函数
2.2 问题分析与解决途经
2.2.1 时滞对系统的影响
2.2.2 时滞系统的控制方法
2.2.3 智能控制
2.3 本章小结
第3章 模糊PID控制算法实现
3.1 PID调节器
3.1.1 PID调节器理论
3.1.2 PID调节器PLC实现
3.1.3 PID调节器控制效果与分析
3.2 模糊PID控制算法
3.2.1 模糊控制算法理论
3.2.2 基于解析结构的模糊PID控制算法
3.2.3 模糊调节器PLC实现
3.2.4 单纯模糊调节器控制效果
3.3 本章小结
第4章 纯滞后SMITH预估模糊控制
4.1 SMITH补偿控制基本原理
4.2 SMITH补偿调节器算法实现
4.3 模糊SMITH算法PLC实现
4.4 SMITH补偿调节器控制效果
4.5 本章小结
第5章 自适应模糊控制与SMITH预估控制算法
5.1 自适应算法理论
5.2 自适应模糊算法的PLC实现
5.3 自适应模糊SMITH算法实现与控制效果
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进型Smith模糊PID的直接空冷背压控制优化[J]. 王琦,王岚,景鑫,白建云. 山西大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]基于Smith预估器和自适应模糊PID的温控系统[J]. 许玉忠. 南通大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]自适应Smith预估补偿的过热汽温控制系统[J]. 张丽香,陈凤兰. 信息与控制. 2015(05)
[4]自适应模糊控制综述[J]. 李岚. 山东工业技术. 2015(10)
[5]一类热工不稳定滞后对象的补偿控制方法[J]. 刘长良,马增辉,王福宁. 热力发电. 2015(02)
[6]Smith预估模糊自适应PID控制在时滞系统中的应用[J]. 李全俊,黄权,李锦. 兵工自动化. 2011(12)
[7]大滞后系统模糊自适应PI-Smith控制[J]. 魏秋月,王文庆. 自动化与仪表. 2011(04)
[8]大时滞系统自适应模糊Smith控制[J]. 张平,苑明哲,王宏. 计算机仿真. 2006(09)
[9]一种新型自适应模糊控制算法[J]. 王雅静. 山东冶金. 2005(05)
[10]自调整模糊控制器的控制参数和控制规则[J]. 邓辉文,王艺,胡伟平. 计算机科学. 2003(05)
博士论文
[1]Mamdani模糊控制系统的结构分析理论研究及其在暖通空调中的应用[D]. 吕红丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]基于史密斯预估器的时滞系统控制研究[D]. 丁晓迪.江南大学 2016
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法开发[D]. 汶爱文.华北电力大学 2016
[3]系统模型摄动下的自适应Smith预估控制研究[D]. 王秀玲.广西科技大学 2013
本文编号：3698065
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