基于自校正控制的大滯后控制過程的研究.pdf

1、在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中，廣泛存在著時滯。時滯的存在對工業(yè)控制系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利影響，特別是當(dāng)時滯較大，慣性時間較長并且過程對象的動態(tài)特性隨各種因素的影響而發(fā)生變化時，采用傳統(tǒng)的控制方法，如PID控制方法，很難獲得良好的控制效果，甚至?xí)霈F(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此，如何改善大滯后控制過程的控制品質(zhì)是一個有著較大實(shí)際意義的課題。 本文對自校正控制理論的背景進(jìn)行了介紹。研究了目前應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)大滯后系統(tǒng)中常用的PID調(diào)節(jié)器、Smith預(yù)估和自校

2、正控制這三種控制算法，經(jīng)仿真研究，分析比較了它們在大滯后控制系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)，得出了自校正控制技術(shù)更具有優(yōu)勢的結(jié)論。 通過仿真研究了算法中參數(shù)的設(shè)置問題。本文對于模型的階次，經(jīng)過仿真發(fā)現(xiàn)，可將階次設(shè)置為一個比實(shí)際模型的階次稍大的值，這樣既不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又可以適應(yīng)過程對象模型結(jié)構(gòu)的慢時變性；使用損失函數(shù)法來確定模型的滯后時間常數(shù)；對于遞推參數(shù)和協(xié)方差矩陣，在仿真開始時，利用自校正控制器先對其進(jìn)行辨識，但控制器并不對控制輸出

3、進(jìn)行計算，將自校正控制器投入運(yùn)行時，這兩個參數(shù)就已經(jīng)是辨識好的并且適合于本系統(tǒng)的初值。這樣設(shè)置參數(shù)能既保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又適應(yīng)系統(tǒng)時變的動態(tài)特性。并且針對自校正調(diào)節(jié)器所存在的問題，即控制器的輸出振蕩的問題和系統(tǒng)崩潰問題，在控制算法中讓遺忘因子等于0.9999，同時對控制器的輸出、遞推參數(shù)、增益向量和協(xié)方差矩陣引入加權(quán)濾波的控制思想，給出了一種修正的自校正控制算法。 最后將修正的自校正控制算法應(yīng)用到換熱元件綜合試驗室的加熱器溫