基于扰动观测器的双容液位系统RBF神经网络滑模控制

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作者 张克 于海生 +1 位作者 孟祥祥 颜克甲 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期954-960,共7页

针对双容液位系统存在的外部扰动、模型参数不确定等问题,设计了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的径向基函数神经网络滑模控制(radial basis function neural network sliding mode control,RNNSMC)方... 针对双容液位系统存在的外部扰动、模型参数不确定等问题,设计了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的径向基函数神经网络滑模控制(radial basis function neural network sliding mode control,RNNSMC)方法。建立双容液位系统数学模型,采用积分型滑模面来提高系统的鲁棒性,在常规积分滑模控制的基础上,通过RBF神经网络(RBF neural network,RNN)对系统的非线性函数进行逼近,并设计非线性扰动观测器估计外部扰动,选用Lyapunov稳定性判据证明了控制策略的闭环稳定性。仿真结果表明,所提控制策略与积分滑模控制(integral sliding mode control,ISMC)方法相比,不需要精确的数学模型,且控制精度更高,抗干扰能力更强。 展开更多

关键词 RBF神经网络 滑模控制 双容液位系统 非线性扰动观测器 外部扰动

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双容液位系统的动态解耦控制 被引量：2

2

作者 罗雄麟 宋浩 许锋 《化工自动化及仪表》 CAS 北大核心 2009年第6期34-36,40,共4页

建立了双容液位系统的计算机监控实验系统的硬件和软件,并通过机理分析方法建立了系统的模型。针对系统的耦合特性,应用对角解耦方法完成模型的动态解耦,并将解耦器在上位机中通过编程实现,从而完成系统的解耦控制。将解耦控制效果分别... 建立了双容液位系统的计算机监控实验系统的硬件和软件,并通过机理分析方法建立了系统的模型。针对系统的耦合特性,应用对角解耦方法完成模型的动态解耦,并将解耦器在上位机中通过编程实现,从而完成系统的解耦控制。将解耦控制效果分别和常规PID控制、RMPCT控制进行比较。实验结果表明,在这种存在耦合的简单的两入两出系统中,解耦控制的效果较常规PID控制有大幅提高,并且与RMPCT的控制效果相比差别也并不明显,已经可以满足控制的需要,但其成本低廉,与先进控制相比具有巨大的优势。 展开更多

关键词 双容液位系统 解耦控制 PID控制 RMPCT

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基于双容液位系统的神经网络反步滑模与PCH协同控制

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作者 张克 于海生 孟祥祥 《自动化与仪表》 2023年第8期104-109,共6页

针对工业生产过程的实际需求,该文研究了具有参数不确定性和外部未知干扰的双容液位系统的控制问题。首先,设计了一种反步滑模控制策略(BSMC),以提高控制系统的速度;其次,利用神经网络(NN)逼近系统的非线性函数,以求解系统参数的不确定... 针对工业生产过程的实际需求,该文研究了具有参数不确定性和外部未知干扰的双容液位系统的控制问题。首先,设计了一种反步滑模控制策略(BSMC),以提高控制系统的速度;其次,利用神经网络(NN)逼近系统的非线性函数,以求解系统参数的不确定性和未建模的动态扰动;第三,设计了一种端口控制的哈密顿(PCH)控制策略,以保证控制系统的稳态控制精度;最后,提出了一种协同优化控制方法,它结合了这两种控制方法,充分发挥了神经网络反步滑模(NNBSMC)算法的快速性和PCH算法的高稳态精度。仿真结果表明,利用神经网络反步滑模控制和端口控制哈密顿协同优化控制(NNBSMC+PCH)可以使系统兼顾两种控制器的优点。 展开更多

关键词 双容液位系统 反步滑模控制 端口受控哈密顿控制 协同优化控制

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串级控制在双容液位系统的应用研究

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作者 白仲国 《中国科技信息》 2012年第12期158-158,162,共2页

本文首先介绍了双容液位系统,通过试验建立了系统数学模型。然后设计了控制器并应用MATLAB软件进行了系统仿真,并对仿真结果进行了分析,仿真结果令人满意。最后,用"组态王"做上位组态软件,用西门子S7-200可编程序控制器(PLC)... 本文首先介绍了双容液位系统,通过试验建立了系统数学模型。然后设计了控制器并应用MATLAB软件进行了系统仿真,并对仿真结果进行了分析,仿真结果令人满意。最后,用"组态王"做上位组态软件,用西门子S7-200可编程序控制器(PLC)作为下位控制器,验证了串级控制方法的可行性和有效性,实现了预期控制目标。 展开更多

关键词 双容液位系统 串级控制 监控组态

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双容水箱液位解耦控制系统的设计

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作者 林雪梅 《机电工程技术》 2012年第12期4-7,共4页

针对双容液位系统关联和耦合问题,采用前馈补偿解耦控制完成静态解耦控制方案,并将解耦方案在计算机中通过编程实现,从而实现双容液位系统的解耦控制。实验结果表明,应用前馈补偿解耦方案控制效果良好,解决双容液位系统的相互关联及耦合... 针对双容液位系统关联和耦合问题,采用前馈补偿解耦控制完成静态解耦控制方案,并将解耦方案在计算机中通过编程实现,从而实现双容液位系统的解耦控制。实验结果表明,应用前馈补偿解耦方案控制效果良好,解决双容液位系统的相互关联及耦合,满足系统的控制要求。 展开更多

关键词 双容液位系统 解耦控制 前馈补偿解耦装置

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双容水箱液位自抗扰控制系统稳定性分析及实验教学设计 被引量：6

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作者 李大字 李国强 张建青 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第7期63-66,72,共5页

该文在系统稳定性分析的基础上设计了双容水箱液位自抗扰控制系统实验。首先通过阶跃响应法对系统进行辨识,然后采用基于幅角原理的双轨迹分析法对系统稳定性进行分析。介绍了双容水箱液位控制系统的工艺流程,设计了液位自抗扰控制方案... 该文在系统稳定性分析的基础上设计了双容水箱液位自抗扰控制系统实验。首先通过阶跃响应法对系统进行辨识,然后采用基于幅角原理的双轨迹分析法对系统稳定性进行分析。介绍了双容水箱液位控制系统的工艺流程,设计了液位自抗扰控制方案,并进行了实验验证,将实验结果与传统的PID控制进行比较,最后进行了实验评价。该实验通过液位自抗扰控制实验设计和控制系统稳定性分析,使学生掌握自抗扰控制器应用方法,在获取系统稳定阈的基础上进行控制器参数整定。 展开更多

关键词 自抗扰控制器 稳定性分析 系统辨识 双容水箱液位控制系统

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基于虚拟仪器的模糊PID控制算法的双容液位控制系统实现

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作者 杨洪 古世甫 《西南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期1040-1044,共5页

研究了一种可实现模糊PID控制的双容液位控制系统,此系统利用XLPC-III过程控制实验装置和虚拟仪器实现了PID控制器参数的在线自整定和直观实验效果,同时又增强系统的抗扰能力,从而改变了传统双溶液位控制中的非线性、参数时变、工控机... 研究了一种可实现模糊PID控制的双容液位控制系统,此系统利用XLPC-III过程控制实验装置和虚拟仪器实现了PID控制器参数的在线自整定和直观实验效果,同时又增强系统的抗扰能力,从而改变了传统双溶液位控制中的非线性、参数时变、工控机作为下位机特点,降低了传统双容液位控制系统开发难度、缩减了系统开发时间.实验对液位从70mm上升到125mm稳定范围进行分析,结果表明,此系统具有良好的动态品质. 展开更多

关键词 模糊PID 双容液位控制系统 XLPC-III过程控制装置 虚拟仪器

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基于扰动观测器的双容水箱液位系统自适应滑模控制 被引量：6

8

作者 颜克甲 于海生 +2 位作者 孟祥祥 许涛 吴贺荣 《自动化与仪表》 2021年第2期16-20,26,共6页

针对存在外部扰动的双容水箱液位系统,为了实现精确的液位控制,该文提出了一种基于非线性扰动观测器的自适应滑模控制方法。设计了含积分作用的滑模面和自适应滑模趋近律,以提高趋近速度和控制精度,并且减小抖振。同时提出了一种非线性... 针对存在外部扰动的双容水箱液位系统,为了实现精确的液位控制,该文提出了一种基于非线性扰动观测器的自适应滑模控制方法。设计了含积分作用的滑模面和自适应滑模趋近律,以提高趋近速度和控制精度,并且减小抖振。同时提出了一种非线性扰动观测器估计系统的外部扰动,并将估计值前馈补偿到自适应滑模控制器。通过李亚普诺夫稳定性定理证明了该控制策略的闭环系统稳定性。仿真和实验结果表明,在系统存在外部干扰的环境下,所提出的控制策略与传统滑模控制方法相比,控制精度更高且干扰抑制能力更强。 展开更多

关键词 双容水箱液位系统 滑模变结构控制 自适应滑模控制 非线性扰动观测器 外部干扰

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基于遗传整定的模糊免疫PID控制器在液位控制系统中的应用研究 被引量：23

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作者 辛菁 刘丁 +1 位作者 杜金华 杨延西 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2004年第4期481-485,共5页

将遗传算法、模糊控制和免疫反馈机理与传统的PID控制相结合 ,提出了基于遗传整定的模糊免疫PID控制算法并将它应用在双容液位系统的控制中 实验结果表明 ,该控制方法的控制性能优于常规的PID控制 。

关键词 遗传整定 免疫反馈机理 模糊免疫PID 双容液位系统

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一类非线性大滞后系统自适应积分滑模控制 被引量：13

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作者 侯明冬 王印松 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1182-1188,共7页

针对一类非线性大滞后系统,基于伪偏导数概念的动态线性化非线性系统模型,利用离散时间预测器技术,实现了系统原始表达式中滞后环节的隐性表达,并结合离散积分滑模控制(discrete integral sliding mode control, DISMC)方法,提出了一种... 针对一类非线性大滞后系统,基于伪偏导数概念的动态线性化非线性系统模型,利用离散时间预测器技术,实现了系统原始表达式中滞后环节的隐性表达,并结合离散积分滑模控制(discrete integral sliding mode control, DISMC)方法,提出了一种新的无模型自适应离散积分滑模控制(model-free adaptive discrete integral sliding mode control, MFA-DISMC)方案.该方法的主要特点是控制器设计仅取决于被控对象的输入和输出测量数据.通过理论分析证明了算法的稳定性,仿真研究表明,相比于无模型自适应控制(model-free adaptive control, MFAC)、Smith预估控制、改进的MFAC控制以及比例–积分–微分(proportional-integral-derivative, PID)控制方法,本文方法具有更快的响应速度和更强的鲁棒性.最后,通过双容水箱液位控制系统的实验研究,验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 无模型自适应控制 积分滑模控制 动态线性化 大滞后系统 双容水箱液位系统

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一种基于模糊逼近的双容水箱鲁棒控制器设计 被引量：3

11

作者 王文庆 马一鸣 《西安邮电大学学报》 2018年第3期97-103,共7页

应用物料平衡原理及状态方程方法建立双容水箱液位动态模型,根据鲁棒控制原理及模糊控制的万能逼近性质设计控制器。在不同初始参数及不确定性干扰条件下,应用MATLAB对水箱系统及所设计控制器进行仿真验证,实验结果表明,与基于传递函数... 应用物料平衡原理及状态方程方法建立双容水箱液位动态模型,根据鲁棒控制原理及模糊控制的万能逼近性质设计控制器。在不同初始参数及不确定性干扰条件下,应用MATLAB对水箱系统及所设计控制器进行仿真验证,实验结果表明,与基于传递函数的控制器相比,该控制器在不同条件下均能保持有效的控制效果,且调节时间更短、超调量更小,对系统初值选取不敏感。 展开更多

关键词 模糊逼近 双容水箱液位系统 非线性鲁棒控制器

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一类复杂工业过程的数据驱动与PID协调控制

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作者 颜克甲 于海生 孟祥祥 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期238-243,共6页

针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输... 针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)无模型自适应离散终端滑模控制(model-free adaptive discrete terminal sliding mode control,MFA-DTSMC)方法,该方法基于系统的紧格式动态线性化数据模型,且伪Jacobian矩阵(pseudo-Jacobian matrix,PJM)估计算法仅取决于被控对象的I/O测量数据。其次,设计了一种协调控制策略,实现了PID与数据驱动控制器之间的协调控制。以双容水箱液位系统为例进行仿真实验,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 工业过程 数据驱动 协调控制 PID 双容水箱液位系统

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