一、Smith预估器的一种改进方案及其仿真研究（论文文献综述）
王云龙[1]（2021）在《采用改进自抗扰对连续反应器优化与实现》文中研究说明连续反应器是化工、食品等工业部门的重要生产设备,连续反应器的温度是确保工业生产正常运行的重要条件之一,并且反应器的温度会对工业生产的安全性和经济性产生直接影响。针对化学生产过程中,连续反应器的温度具有大惯性,和非线性等特性,提出了改进型自抗扰控制,从而实现了对非线性和大滞后系统的优化控制。由于自抗扰控制对非线性系统的不确定性等干扰抑制效果较好,并且对系统的稳定性控制精度也较高,因此对连续反应器温度能很好控制。但分析其原理,发现仍存有不足,即对调节参数精确度要求较高以及抗干扰时间受迭代次数影响。故通过改进跟踪微分器的可调参数、扩张状态观测器的输入和对控制结构优化,得到改进型的自抗扰控制模型,以此来克服自抗扰的缺点。本文采用西门子PCS7过程控制系统,来完成硬件组态和网络连接。并使用西门子PCS7的SCL语言对控制器模块进行编写,和cfc编程语言对控制系统进行组态,从而实施对连续反应器温度的控制,以此来验证改进自抗扰控制算法的实现。首先在过程控制实训系统上,对连续系统的温度进行实验,采用改进自抗扰控制与Smith预估PID补偿系统的抗干扰横向对比,Smith预估PID补偿使用最优的一组数据,反应器温度始终波动,但改进自抗扰最优超调量接近0,同时两者的收敛速度基本相同,和自抗扰控制器纵向对比,改进自抗扰的抗干扰时间不受迭代次数的影响,减弱对参数精确高的要求。然后为验证改进自抗扰控制的鲁棒性,对连续反应器温度采用了 Smith预估PID补偿控制,自抗扰控制、以及改进自抗扰控制三种方法并进行比较,结果表明,采用改进自抗扰控制方法不仅使系统的稳定性更强,而且能够增加自抗扰的能力,取得更好的控制效果。因此,改进自抗扰控制不仅改善了自抗扰的性能,还加强了对受控对象的外部扰动变化的鲁棒性。图30表4参71
朱雯君[2]（2021）在《电磁感应加热系统中基于改进Smith预估的PID控制研究》文中研究指明随着测控行业的不断发展,被控系统和被控对象越来越复杂化,而温度作为测控行业中最常使用的一个重要检测参数,对于温度的控制与采集相关方面的研究具有十分重要的指导意义。尤其在高温靶室环境下,通过电磁感应加热技术,使温度满足其要求并且能显着提高系统的性能的情况下,实现材料冲击试验,这也是目前科学研究领域中重要的课题之一。本文以高温靶加热为背景,建立精确的电磁感应加热系统热平衡模型,对加热样品的温度进行控制,使样品快速加热并且准确稳定到目标温度。由于在高温靶室环境下,样品加热过程中存在很多不确定因素如非线性、时滞性、扰动等特点,使得电磁感应加热系统出现样品温度测量不准确并难以使加热样品快速追踪到目标温度的问题,为此研究了改进Smith预估的PID控制算法来解决此类问题。最后通过LabVIEW虚拟平台完成对电磁感应加热温度测控软件的设计与实现。本文主要完成以下几个方面的研究工作:1.结合实际高温靶室环境,创建模拟靶室试验仓,以电磁感应加热理论为基础,对样品进行高温均匀加热,通过MATLAB模拟仿真电磁感应加热过程,最终建立电磁感应加热系统的热平衡模型。2.为避免样品测量的温度曲线会出现大幅度波动和过冲问题,本文对Smith预估算法和PID控制算法进行研究与改进。Smith算法思想是自动预估时滞系统并进行补偿,从而抵消系统存在的滞后特性。面对样品加热本身以及热电偶接触式温度测量带来扰动问题,本文选择对Smith预估器进行进一步改进,在其预估器上增加一个环节,使其实现抗扰动功能。改进后的Smith预估器与PID控制相结合即可得改进Smith-PID控制算法。最后在电磁感应加热系统下,将该算法与标准PID控制算法和跟踪微分器控制算法进行仿真对比,结果表明,改进Smith-PID控制算法在电磁感应加热系统热平衡模型中,有较强的抗扰动能力和滞后补偿性能,达到预期效果。3.以LabVIEW为软件开发平台,设计了电磁感应加热温度测控软件,软件实现对电磁感应电源设备实时监控,同时对温度数据进行采集。最后通过软件测试,确定软件的实用性和可靠性。
赵虹,车轲[3]（2020）在《带随机时延的异采样率双环网络控制系统仿真》文中认为常规Smith预估方法对于带随机时延的网络控制系统不能取得满意的控制效果,多回路、多采样率的存在更增加了网络控制系统的复杂性。针对上述问题,提出了一种改进型的Smith预估器设计方法。以一类内外环采用不同采样率的双环网络控制系统为研究对象,通过添加辅助控制器,降低了系统对网络时延估计值的精度要求,从而减少了随机网络时延对系统控制性能的影响。仿真结果表明,在内外环采样率不同,并且网络时延随机变化、不能准确预估的情况下,改进方法比常规方法具有更好的控制性能。验证了改进方法的有效性和优越性。
张鹏宇[4]（2020）在《时滞电力系统相位补偿及其广域阻尼控制器设计》文中研究指明低频振荡已成为影响电网正常运行、抑制电力系统输电能力的主要原因之一。而广域阻尼控制器通过采用广域测量系统选择的广域信号产生一种附加励磁信号,可以有效地抑制区间低频振荡。但是广域信号测量过程中时滞因素的影响不可忽略,若时滞因素不能得到有效地处理,则会给广域阻尼控制器的控制性能带来很大干扰,严重地影响电力系统的正常运行。因此,本文在时滞电力系统建模、电力系统时滞补偿和广域阻尼控制器优化设计三方面做如下工作,对保证广域环境下的电力系统稳定运行具有重要的理论研究意义。首先,本文研究了考虑时滞因素的电力系统线性化建模问题。对于时滞电力系统模型,时滞表示为指数项,这给时滞环节的线性化带来了很大的问题。针对此问题,首先建立不考虑时滞的开环电力系统以及广域阻尼控制器线性化模型;然后利用Pade近似方法将时滞指数项近似转化为Pade有理多项式,建立时滞项的线性化模型,最后联立开环电力系统模型、广域阻尼控制器模型和时滞项模型,得到考虑时滞的闭环电力系统线性化模型,为研究电力系统时滞补偿及其广域阻尼控制器优化设计提供了良好的基础。其次,本文研究了考虑时滞的广域阻尼控制器优化设计方法。针对时滞项对广域阻尼控制器性能的影响,首先利用统一 Smith预估器对时滞环节进行补偿,根据开环电力系统模型计算得出统一 Smith预估器的表达式并加入所选择的广域反馈回路中,从而降低时滞项对广域阻尼控制器的影响;然后将综合考虑机电模式阻尼比与各发电机转速差的性能指标作为目标函数,确定待优化参数,从而建立广域阻尼控制器的参数优化模型。利用改进粒子群算法求解出最优参数配置,改善了传统粒子群算法容易陷入局部收敛以及初始种群质量的问题,直接有效地得到其参数的最优配置。最后以新英格兰10机系统模型为例进行算例仿真,验证了该方法的有效性。最后,本文研究了考虑模型失配的时滞电力系统广域阻尼控制器优化设计方法。首先根据线性自抗扰控制的原理,设计了一种结合线性自抗扰控制的统一 Smith预估器,从而弥补了统一 Smith预估器受模型失配影响大的缺点;然后对线性自抗扰控制器和广域阻尼控制器参数进行协调优化,根据线性自抗扰控制器参数整定规则确定了优化控制模型中待优化参数和取值范围;最后以新英格兰10机系统模型为例进行算例仿真,分别对比了增益参数失配、时间常数失配和时滞大小失配时统一 Smith预估器和线性自抗扰-统一 Smith预估器的时滞补偿性能,并且分析了不同程度的模型失配对系统的影响,验证了本文所提方法的有效性。
马征[5]（2020）在《基于改进型Smith预估模糊PID的航向控制研究》文中提出随着不断对海洋资源的开发与利用,各国之间大宗货物贸易大多依靠于船舶运输。由于外界环境的不确定性因素和船舶大型化发展的现状,在充分保障船舶运输的经济与安全性的目的下,对于船舶航行的智能化水平,人们逐渐提出了新的期望与要求。近些年,智能算法的出现解决很多的控制上的难题,但由于实践对于理论的滞后性,现在的船舶大多还是使用PID自动舵,但PID自动舵无论在控制精度还是鲁棒性方面,效果都不是很理想。因此,对智能控制算法的深入研究并加快智能舵的使用显得很有必要。本文从船舶操纵和控制理论出发,主要针对操舵系统的舵机时滞问题,设计时滞补偿的航向控制系统。在对船舶运动控制系统的原理和组成结构进行分析后,建立一阶Nomoto非线性响应型船舶运动模型和带有时滞时间的舵机传递函数方程。为了解决舵机系统因存在时滞问题而产生的不利影响,改善航向控制器在各方面指标上的控制性能,选用了可以有效改善时滞问题的Smith预估控制算法,通过对系统中的滞后部分进行补偿处理从而来提高控制器的控制品质。同时为了进一步改善传统Smith预估控制器对模型失配情况下控制品质减弱甚至失效的缺点,在C.C.Hang对传统Smith预估控制器进行结构改进的基础上,通过仿真分析研究得出自适应控制率,使得在模型不完全匹配时,Smith预估控制器仍可以具有较强的自适应性,可以很好的依照控制系统的响应特性及状态来实时改变控制器的参数,解决了当模型产生失配时的控制器稳定性能下降问题。船舶在航行时,除了受到风、浪、流的干扰之外还难免有其他一些不确定的外界因素,使得船舶的运动模型随着干扰的不确定也相应具有不确定性。而模糊控制对于外界干扰和参数改变有很好的控制效果,利用模糊控制的智能性来对PID的参数进行实时整定的方法,能够显着提高控制的自适应性能和抗干扰性能。对于系统响应处于微小偏差时,控制规则较少所引起的较低的控制精度问题,利用变论域思想,将模糊控制中的论域由常规的固定值设计成自适应量,由此来提高控制系统精度。本文利用Matlab软件平台来进行编程从而进行仿真研究。结果表明无论是外界因素的不确定干扰情况下还是模型发生摄动的情况下,其控制算法都具有良好的稳态特性和动态响应特性。说明本文设计的基于Smith改进的模糊PID控制算法可以很好地进行航向控制,可以为智能型船舶航向控制器的设计提供很好的参考基础。
程婷[6]（2020）在《大时滞系统的自耦PID控制方法研究》文中提出时滞系统广泛存在于温度变化过程、化学反应过程中,其特点是在时滞期间系统无有效输出,因而引起控制系统出现超调、振荡现象以及响应速度慢、控制精度低等问题。针对大时滞过程的控制难题,论文将自耦PID（auto-coupling PID,AC-PID）与Smith预估器结合,研究了一种不依赖于被控对象模型的大时滞系统控制模型,分别针对一阶与二阶大时滞系统,设计了速度因子的整定规则,实现了与被控对象精确模型无关的先进控制方法,有效解决了 PID增益整定的难题。自耦PID沿用了几大经典控制方法“基于误差消除误差”的核心控制思想,借鉴了自抗扰控制的扩张状态的概念,将系统所有的未知复杂因素定义为总和扰动,进而将非线性不确定系统映射为线性不确定系统,在其结构上并联Smith预估器补偿实际输出,形成了一个在总和扰动反向激励下的无时滞动态误差系统,利用与受控对象精确模型无关的速度因子将误差比例、积分与微分三个环节紧密耦合,从而形成一个各环节功能不同但控制目标一致的协同控制系统,时域与复频域分析证明了闭环控制系统的全局鲁棒稳定性与良好的抗扰动鲁棒性。论文的特色和创新点如下:1)继承了 AC-PID的简单结构,在其控制器上并联Smith时滞预估补偿环节,采取提前补偿的方式控制大时滞系统,通过定义的总和扰动和预测补偿输出,将时滞系统控制问题转化为总和扰动反向激励下的无时滞动态误差系统控制问题;2)分别针对一阶与二阶大时滞系统设计了速度因子的整定规则。根据时间常数估计值或过渡过程时间估计值、时滞时间估计值整定速度因子,使得控制器模型及增益整定规则只与速度因子有关,不依赖于受控对象的精确模型,且无需进行参数在线优化和实时扰动估计,有效解决了 PID增益整定的难题。为了验证论文研究方法的有效性,选取一阶与二阶大时滞系统,分别使用自耦PID控制算法、PID与Smith预估器结合形成的复合算法、预测自抗扰控制算法（predictive active disturbance rejection control,PADRC）对其进行仿真实验。仿真实验结果表明,论文的控制方法在静差、超调、跟踪速度以及抗扰恢复速度方面的综合控制效果优于PID+Smith和PADRC,在大时滞系统控制领域具有广泛的应用前景。
彭章杰[7]（2020）在《基于Smith-模糊PID的空气能热泵过程控制系统研究》文中提出北方冬季气候干燥,部分地区使用燃煤供暖,造成空气污染和一系列安全问题,为响应国家“煤改电”政策,空气能热泵因清洁,环保,节能,安全取代燃煤北方供暖主力军成为新宠,迅速占领市场。通过调查空气能热泵的起源和对当前市场份额占有率的研究,发现空气能热泵仍有很大市场空间,伴随着技术改进,空气能热泵控制系统结构由简入繁,且主要和辅助部件增加,主汽温的非线性、时延性的特性都愈加凸显,使控制系统更加复杂。传统空气能热泵制造工厂普遍选用PID控制方式来控制主汽温系统,但难以适应如今的复杂系统,因此如今需要改进控制算法,提高系统控制效果。首先通过研究空气能热泵结构组成、空气能热泵系统分布图、制冷制热状态时系统各个部件静态和动态特性及逆卡诺循环的基本原理并结合空气能出热特性分析,采用两点法建立仿真模型,对如今主流智能控制方式对比分析,模糊算法适合运用在温度控制中。然后设计模糊PID控制算法结构,进行模糊规则的选取;设计模糊控制器,选取匹配模糊化和解模糊方法;确定模糊控制器的类型;设计模糊PID控制方案,最后在模糊控制方案上增加Smith预估补偿控制,设计Smith-模糊PID控制器,通过Matlab仿真软件对设计方案行进仿真。通过仿真结果分析证明,无干扰情况下,对比PID和模糊PID控制方案,Smith-模糊PID具有响应快,超调量小,调节快等优点;当添加干扰信号后,通过实验数据对比分析,Smith-模糊PID控制方案控制效果仍领先另外两种控制方案,对比结果证明设计可行。
高锦,章家岩,冯旭刚,姚凤麒[8]（2019）在《基于失配补偿Smith-RBF神经网络的主蒸汽压力控制技术》文中指出针对燃气发电锅炉主蒸汽压力控制系统对象的大滞后、不确定性和煤气扰动大的特点,设计了一种基于失配补偿Smith预估及RBF神经网络的控制方案。利用RBF神经网络的在线学习能力整定常规PID的参数,并通过失配补偿Smith预估控制器对系统中存在的纯滞后进行补偿,有效解决了火力发电锅炉主蒸汽压力对象动态特性模型失配及纯滞后的问题。通过仿真研究及实际应用表明:该控制方法对于火力发电锅炉主蒸汽压力控制具有很好的稳定性和抗干扰能力。
管亚鑫[9]（2019）在《燃煤电厂SCR系统喷氨量控制策略的优化》文中提出为响应国家的环保政策,降低火电行业氮氧化物排放量,选择性催化还原（SCR）技术以其独特的优势被目前大多数电厂所接受。而在复杂的SCR脱硝系统中,喷氨量的控制系统占据着非常重要的地位。喷氨量控制效果的优劣对电厂NOX排放浓度、生产成本及下游设备的平稳运行有着直接的影响。喷氨量控制的基本原理就是将出口NOX浓度的实际测量值与系统设定值相比较,得到实际值与目标值的偏差信号。控制器根据这一偏差信号进行运算,给出控制信号并传到执行器,执行机构通过调整喷氨调节阀的开度来控制氨流量,确保出口NOX浓度值在目标范围内。目前,燃煤电厂对SCR系统的喷氨量控制策略主要有以下三种:固定摩尔比控制方式、固定出口NOX浓度控制方式及串级复合控制方式。本文选取某电厂SCR脱硝喷氨量控制系统为对象模型,利用MATLAB软件首先进行串级控制的仿真试验,结果显示串级控制方式下,系统调节过程中发生振荡,超调量大,调节时间很长,控制品质较差。而后在串级控制方式的基础之上,向系统中加入Smith预估控制器对延迟环节进行补偿。通过仿真试验发现,Smith预估控制下控制品质有了明显提升,系统不再发生振荡,响应速度快,超调量大大降低,调节时间很短。但Smith预估控制也存在缺陷:对研究模型的精确匹配有较高的依赖性,对模型参数的变化很敏感,系统鲁棒性较差。最后针对Smith预估控制方式所存在的问题,将模糊控制理论应用到脱硝喷氨量的控制系统中,构成喷氨量的模糊Smith预估控制系统。系统鲁棒性增强,对传统的控制方式进行了有效的改进。
韩鹏娜[10]（2019）在《三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制研究》文中研究指明三自由度跟瞄平台是一种借助光电传感器实现对地、对空目标搜索、识别,借助陀螺保证惯性空间稳定,根据指令驱使方位、俯仰及横滚环相互转动来实现对目标的稳定跟踪。此平台广泛应用于军事设备,其稳定跟踪精度是评价系统性能的重要指标。考虑到该系统的工作环境复杂,外界干扰情况严重,因此在设计跟瞄平台控制器时,要从提高系统的鲁棒性及跟踪速度、精度等方面进行研究。论文分析了光电跟瞄平台的工作原理和稳定回路的各组成部分,首先在忽略环架间耦合的情况下,分析各部分的动力学方程得到相应的传递函数,建立了外界干扰作用下,系统的状态空间模型。其次考虑环架间耦合,建立坐标系,推导动力学方程并合理简化,得到更贴合实际环架的状态空间模型。1.忽略环架间耦合的控制器设计稳定回路设计线性二次高斯/回路传递回复（LQG/LTR）及输出反馈H∞控制器,分别进行系统仿真模型建立,并进行对比分析研究。其结果表明,两种控制算法均使得系统快速进入稳态,具有较好的稳态性能。相比较而言,输出反馈H∞控制的超调较小,鲁棒性更强且不需对状态进行观测,可靠性更强。跟踪回路采用BP神经网络整定PID控制,并与经典PID作对比。其仿真结果表明,采用BP神经网络整定的PID算法在动态及稳态性能上均有明显改善。在此基础上加入Smith预估器改善系统滞后现象,结果表明,加入Smith预估之后可有效补偿滞后、降低超调并缩短调节时间,能够快速、准确地完成姿态跟踪,跟踪误差（27）mrade 2.0,满足跟踪精度要求。2.考虑环架间耦合的控制器设计稳定回路完成了LQG/LTR控制器的设计,并搭建仿真模型完成验证。结果表明,系统能够快速进入稳态,且具有较好的稳定性及鲁棒性。跟踪回路分别完成PID和积分分离PID控制器设计,加入Smith预估器,完成双闭环控制系统的对比仿真研究。仿真结果表明,该闭环系统能够实现快速稳定跟踪,相比较而言,积分分离PID控制具有更好的动态及稳态效果。
二、Smith预估器的一种改进方案及其仿真研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Smith预估器的一种改进方案及其仿真研究（论文提纲范文）
（1）采用改进自抗扰对连续反应器优化与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 连续反应器控制算法的现状 |
| 1.2.2 自抗扰控制技术的应用 |
| 1.3 自抗扰技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作 |
| 2 连续工程反应器模型及其仿真平台 |
| 2.1 连续工程反应系统 |
| 2.1.1 工艺流程要求 |
| 2.1.2 连续工程反应系统的主要设备功能 |
| 2.2. 系统开车流程 |
| 2.3 控制系统的投运 |
| 2.4 仿真平台 |
| 2.4.1 工程环境 |
| 2.4.2 SIMATIC PCS7与SMPT-1000的连接关系 |
| 2.5 连续反应器温度控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 改进自抗扰算法的温度控制及仿真 |
| 3.1 自抗扰控制的产生 |
| 3.2 自抗扰控制 |
| 3.2.1 自抗扰控制原理概论 |
| 3.2.2 自抗扰原理的实现 |
| 3.2.3 自抗扰控制系统仿真研究 |
| 3.3 改进自抗扰控制 |
| 3.3.1 改进自抗扰控制概论 |
| 3.3.2 改进自抗扰原理的实现 |
| 3.4 改进自抗扰实验仿真及分析 |
| 3.4.1 改进自抗扰仿真及分析 |
| 3.4.2 改进自抗扰控制参数变化仿真及分析 |
| 3.5 改进自抗扰参数整定增益规则 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 改进自抗扰控制器鲁棒性验证 |
| 4.1 控制系统的鲁棒性 |
| 4.2 鲁棒性分析和设计方法 |
| 4.3 改变模型参数的鲁棒性验证 |
| 4.4 本章总结 |
| 5 Smith预估PID补偿控制对比改进自抗扰控制 |
| 5.1 Smith预估PID补偿控制概论 |
| 5.1.1 Smith预估控制的提出 |
| 5.1.2 Smith预估控制原理 |
| 5.1.3 PID控制 |
| 5.1.4 Smith预估PID补偿控制 |
| 5.2 Smith预估PID补偿控制原理的实现 |
| 5.3 Smith预估PID补偿控制对比改进自抗扰控制的仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文主要工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）电磁感应加热系统中基于改进Smith预估的PID控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展 |
| 1.2.1 高温靶加热研究现状及发展 |
| 1.2.2 电磁感应加热技术现状及发展 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 2 电磁感应加热系统模型分析 |
| 2.1 电磁感应加热基本理论 |
| 2.1.1 电磁感应加热基本原理 |
| 2.1.2 热辐射基本原理 |
| 2.2 高温靶室环境电磁感应加热系统 |
| 2.2.1 高温靶室环境建立 |
| 2.2.2 高温样品加热均匀性 |
| 2.3 电磁感应加热系统模型建立与匹配 |
| 2.3.1 能量吸收模型 |
| 2.3.2 能量消耗模型 |
| 2.3.3 热平衡模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 电磁感应加热系统温度控制算法研究 |
| 3.1 PID控制算法与原理 |
| 3.1.1 传统PID控制算法原理 |
| 3.1.2 位置式PID控制算法原理 |
| 3.2 跟踪微分器算法原理 |
| 3.3 改进Smith预估PID控制算法原理 |
| 3.3.1 电磁感应加热过程中的不确定因素 |
| 3.3.2 Smith预估控制算法原理 |
| 3.3.3 改进Smith-PID控制算法 |
| 3.4 加热系统仿真结果分析 |
| 3.4.1 标椎PID控制算法参数验证 |
| 3.4.2 控制算法仿真对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于LabVIEW的电磁感应加热温度测控软件设计与实现 |
| 4.1 LabVIEW开发平台介绍 |
| 4.2 电磁感应加热软件设备 |
| 4.3 电磁感应加热温度测控软件设计 |
| 4.3.1 软件设计原则 |
| 4.3.2 软件登录子程序设计 |
| 4.3.3 电源串口通信子程序设计 |
| 4.3.4 温度数据采集子程序设计 |
| 4.4 电磁感应加热温度测控软件测试 |
| 4.4.1 软件测试步骤 |
| 4.4.2 软件测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果等内容 |
（3）带随机时延的异采样率双环网络控制系统仿真（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 异采样率双环NCSs结构 |
| 3 Smith预估器 |
| 4 改进型Smith预估器 |
| 5 仿真分析 |
| 6 结论 |
（4）时滞电力系统相位补偿及其广域阻尼控制器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 电力系统时滞相位补偿及其广域阻尼控制器研究现状 |
| 1.2.1 广域阻尼控制研究现状 |
| 1.2.2 电力系统时滞处理方法研究现状 |
| 1.2.3 时滞电力系统广域阻尼控制器设计研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 时滞电力系统建模 |
| 2.1 开环电力系统建模 |
| 2.2 时滞环节建模 |
| 2.3 闭环时滞电力系统建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 考虑时滞的广域阻尼控制器优化设计 |
| 3.1 统一史密斯预估器原理 |
| 3.2 广域电力系统稳定器优化设计 |
| 3.2.1 广域电力系统稳定器的基本原理 |
| 3.2.2 广域反馈回路的选择方法 |
| 3.2.3 优化控制模型的建立 |
| 3.2.4 改进粒子群优化算法 |
| 3.2.5 考虑时滞的广域电力系统稳定器优化设计流程 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 考虑模型失配的时滞电力系统广域阻尼控制器优化设计 |
| 4.1 线性自抗扰控制原理 |
| 4.1.1 线性扩张状态观测器 |
| 4.1.2 线性状态误差反馈控制 |
| 4.1.3 线性自抗扰控制器参数整定 |
| 4.2 考虑模型失配的广域电力系统稳定器协调优化设计 |
| 4.2.1 线性自抗扰-统一史密斯预估器原理 |
| 4.2.2 优化控制模型建立 |
| 4.2.3 考虑模型失配的广域电力系统稳定器优化设计流程 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.3.1 增益失配分析 |
| 4.3.2 时间常数失配分析 |
| 4.3.3 时滞失配分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）基于改进型Smith预估模糊PID的航向控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 航向控制的简介 |
| 1.1.2 舵的时滞性简介 |
| 1.2 课题的研究背景及理论意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 理论意义和应用价值 |
| 1.3 国内外相关技术研究工作 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 2 模糊PID与Smith预估控制原理 |
| 2.1 PID控制 |
| 2.1.1 PID参数整定 |
| 2.2 模糊控制 |
| 2.2.1 隶属函数 |
| 2.2.2 模糊规则 |
| 2.2.3 模糊推理 |
| 2.2.4 量化因子和比例因子 |
| 2.3 Smith预估器 |
| 2.3.1 Smith控制的提出 |
| 2.3.2 Smith预估控制原理 |
| 2.4 小结 |
| 3 船舶航向控制系统中模糊PID的设计与优化 |
| 3.1 船舶航向控制系统数学模型 |
| 3.1.1 船舶的响应型模型 |
| 3.1.2 考虑舵机特性的舵的时滞模型 |
| 3.2 模糊PID控制器的设计 |
| 3.2.1 模糊控制器结构 |
| 3.2.2 模糊控制器设计 |
| 3.3 模糊PID控制器的参数优化 |
| 3.3.1 变论域的基本原理 |
| 3.3.2 确定伸缩因子 |
| 3.3.3 根据变论域思想对论域的压缩 |
| 3.4 小结 |
| 4 航向控制系统中的Smith预估器的改进与验证 |
| 4.1 改进型Smith预估器的设计 |
| 4.1.1 Smith预估控制的研究现状 |
| 4.1.2 Smith预估补偿的改进形式 |
| 4.1.3 Smith预估控制器的设计 |
| 4.2 改进型Smith预估器自适应律的确定 |
| 4.2.1 模型匹配时的仿真 |
| 4.2.2 模型失配时的仿真 |
| 4.3 仿真实现及研究分析 |
| 4.3.1 无干扰情况下的控制器仿真 |
| 4.3.2 加入干扰后控制器仿真 |
| 4.4 小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（6）大时滞系统的自耦PID控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 大时滞过程控制算法研究现状 |
| 1.2.2 PID控制算法研究现状 |
| 1.3 全文章节及内容安排 |
| 第二章 基本理论概述 |
| 2.1 Smith预估控制 |
| 2.1.1 Smith预估控制基本原理 |
| 2.1.2 仿真实验 |
| 2.2 PID控制算法 |
| 2.2.1 PID控制基本原理 |
| 2.2.2 PID控制器参数整定方法 |
| 2.2.3 PID控制算法存在的问题 |
| 2.3 自抗扰控制算法 |
| 2.3.1 自抗扰控制基本原理 |
| 2.3.2 自抗扰控制算法存在的问题 |
| 2.4 自耦PID控制算法 |
| 2.4.1 自耦PI控制器模型 |
| 2.4.2 自耦PID控制器模型 |
| 2.4.3 自耦PD控制器模型 |
| 2.4.4 控制系统性能分析 |
| 2.4.5 自适应速度因子 |
| 2.4.6 合理性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大时滞系统的自耦PID控制方法 |
| 3.1 一阶大时滞系统的自耦PI控制 |
| 3.1.1 一阶大时滞系统的数学模型 |
| 3.1.2 预测自耦PI控制器设计 |
| 3.1.3 参数整定规则 |
| 3.2 二阶大时滞系统的自耦PID控制 |
| 3.2.1 二阶大时滞系统的数学模型 |
| 3.2.2 预测自耦PID控制器设计 |
| 3.2.3 参数整定规则 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 仿真与分析 |
| 4.1 一阶大时滞系统的仿真与分析 |
| 4.2 二阶大时滞系统的仿真与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 论文的特色及创新 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读硕士学位期间发表论文目录) |
| 附录B (攻读硕士学位期间参与项目) |
（7）基于Smith-模糊PID的空气能热泵过程控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 国内外控制技术发展 |
| 1.3.1 PID控制技术 |
| 1.3.2 智能控制技术 |
| 1.4 存在的主要问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 空气能热泵原理概述 |
| 2.1 空气能热泵结构 |
| 2.2 空气能热泵的工作原理 |
| 2.2.1 制冷运转 |
| 2.2.2 制热运转 |
| 2.2.3 除霜运转 |
| 2.3 空气源热泵系统的能量利用原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 空气能热泵的数学模型 |
| 3.1 参数分析 |
| 3.2 两点法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 带有Smith预估器的模糊PID控制器设计 |
| 4.1 PID控制器的设计 |
| 4.1.1 PID控制器原理 |
| 4.1.2 PID 控制的优缺点 |
| 4.2 模糊PID控制器设计 |
| 4.2.1 模糊控制概述 |
| 4.2.2 模糊PID结构设计 |
| 4.2.3 模糊控制器的输入和输出量 |
| 4.2.4 变量模糊化 |
| 4.2.5 隶属度函数选取 |
| 4.2.6 模糊控制器规则库 |
| 4.2.7 模糊推理 |
| 4.2.8 输出量解模糊 |
| 4.3 Smith预估补偿控制算法设计 |
| 4.3.1 大滞后过程控制系统 |
| 4.3.2 Smith预估补偿控制 |
| 4.3.3 Smith预估补偿控制器设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 仿真实验及结果分析 |
| 5.1 仿真工具概述 |
| 5.2 仿真工具配置 |
| 5.3 基于Smith-模糊PID控制的仿真及对比结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 本人在攻读学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
（8）基于失配补偿Smith-RBF神经网络的主蒸汽压力控制技术（论文提纲范文）
| 1 发电锅炉蒸汽压力模型 |
| 2 失配补偿型Smith预估控制器 |
| 3 RBF神经网络 |
| 3.1 RBF神经网络模型 |
| 3.2 RBF网络PID参数整定原理 |
| 4 失配补偿Smith-RBF控制 |
| 5 仿真分析与现场应用 |
| 5.1 仿真分析 |
| 5.2 工程应用 |
| 6 结束语 |
（9）燃煤电厂SCR系统喷氨量控制策略的优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 SCR脱硝技术及喷氨量过程控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SCR脱硝技术 |
| 2.3 脱硝喷氨量的过程控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Smith预估控制在脱硝喷氨量控制中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脱硝喷氨量的串级控制 |
| 3.3 脱硝喷氨量的Smith预估控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 模糊控制理论在脱硝喷氨量控制中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模糊控制理论 |
| 4.3 脱硝喷氨量模糊控制器的设计 |
| 4.4 脱硝喷氨量的模糊Smith预估控制 |
| 4.5 三种控制方式的比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 跟瞄平台的国内外研究现状 |
| 1.2.2 跟瞄平台控制算法的研究现状 |
| 1.3 光电跟瞄平台结构特点及原理分析 |
| 1.3.1 光电跟瞄平台的结构特点 |
| 1.3.2 光电跟瞄平台原理分析 |
| 1.3.3 光电跟瞄平台研究的关键问题 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 光电跟瞄平台的工作原理及分析建模 |
| 2.1 光电跟瞄平台工作原理 |
| 2.1.1 光电跟瞄平台的一般框架 |
| 2.1.2 光电跟瞄平台的稳定跟踪原理 |
| 2.2 忽略环架间耦合的模型建立 |
| 2.2.1 跟瞄平台各组成部分运动模型 |
| 2.2.2 光电跟瞄平台稳定模型的建立 |
| 2.3 考虑环架间耦合的模型建立 |
| 2.3.1 坐标系建立 |
| 2.3.2 环架动力学方程建立 |
| 2.4 光电跟瞄平台的跟踪模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 忽略环架间耦合的稳定控制器设计 |
| 3.1 反馈控制理论介绍 |
| 3.2 LQG/LTR控制 |
| 3.2.1 卡尔曼滤波器设计 |
| 3.2.2 LQ控制问题 |
| 3.2.3 LQG/LTR控制器设计步骤 |
| 3.3 平台稳定回路的LQG/LTR控制器设计 |
| 3.3.1 方位环LQG/LTR控制器设计 |
| 3.3.2 俯仰环LQG/LTR控制器设计 |
| 3.3.3 横滚环LQG/LTR控制器设计 |
| 3.4 H∞控制介绍 |
| 3.5 基于LMI的输出反馈H∞控制 |
| 3.5.1 控制系统建立 |
| 3.5.2 输出反馈H∞控制的LMI方法 |
| 3.6 平台稳定回路的输出反馈H∞控制器设计及仿真研究 |
| 3.6.1 设计步骤 |
| 3.6.2 方位环输出反馈H∞控制器设计 |
| 3.6.3 俯仰环输出反馈H∞控制器设计 |
| 3.6.4 横滚环输出反馈H∞控制器设计 |
| 3.6.5 两种控制算法的鲁棒性对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 忽略环架间耦合的跟踪控制器设计 |
| 4.1 PID控制器设计 |
| 4.2 BP-PID控制原理及算法分析 |
| 4.2.1 BP-PID控制系统结构 |
| 4.2.2 BP-PID控制器设计 |
| 4.2.3 BP-PID算法分析 |
| 4.3 BP-PID控制器设计步骤 |
| 4.3.1 S函数编写 |
| 4.3.2 SIMULINK搭建仿真平台 |
| 4.4 跟踪回路仿真研究 |
| 4.4.1 方位环BP-PID控制仿真研究 |
| 4.4.2 俯仰环BP-PID控制仿真研究 |
| 4.4.3 横滚环BP-PID控制仿真研究 |
| 4.5 Smith预估补偿 |
| 4.5.1 Smith预估补偿原理 |
| 4.5.2 加入Smith预估器后对比仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 耦合情况下控制系统设计 |
| 5.1 稳定回路控制器设计及仿真研究 |
| 5.1.1 LQG/LTR控制器设计 |
| 5.1.2 稳定回路仿真模型搭建 |
| 5.1.3 鲁棒性验证 |
| 5.2 跟踪回路控制器设计及仿真研究 |
| 5.2.1 积分分离PID控制原理 |
| 5.2.2 积分分离PID控制器设计 |
| 5.2.3 仿真研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、Smith预估器的一种改进方案及其仿真研究（论文参考文献）
- [1]采用改进自抗扰对连续反应器优化与实现[D]. 王云龙. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]电磁感应加热系统中基于改进Smith预估的PID控制研究[D]. 朱雯君. 西南科技大学, 2021(08)
- [3]带随机时延的异采样率双环网络控制系统仿真[J]. 赵虹,车轲. 计算机仿真, 2020(08)
- [4]时滞电力系统相位补偿及其广域阻尼控制器设计[D]. 张鹏宇. 东北电力大学, 2020(01)
- [5]基于改进型Smith预估模糊PID的航向控制研究[D]. 马征. 大连海事大学, 2020(01)
- [6]大时滞系统的自耦PID控制方法研究[D]. 程婷. 长沙理工大学, 2020(07)
- [7]基于Smith-模糊PID的空气能热泵过程控制系统研究[D]. 彭章杰. 武汉纺织大学, 2020(01)
- [8]基于失配补偿Smith-RBF神经网络的主蒸汽压力控制技术[J]. 高锦,章家岩,冯旭刚,姚凤麒. 重庆大学学报, 2019(07)
- [9]燃煤电厂SCR系统喷氨量控制策略的优化[D]. 管亚鑫. 华中科技大学, 2019(01)
- [10]三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制研究[D]. 韩鹏娜. 河南科技大学, 2019(12)