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《浙江工业大学》 2003年
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时滞对象的控制方法研究及其在电加热器温控系统中的应用

张峻颖  
【摘要】: 本文主要研究了工业过程中广泛存在的时滞控制问题的解决方法。分析了三种先进PID控制算法,并对三种算法进行仿真以验证其控制效果。着重研究了过程控制中被广泛采用的DMC算法,并提出其改进方案,仿真研究证明其有效性。在理论研究基础上,针对电加热器对象设计并实现了一个温度控制系统。具体内容如下: 1、改进PID算法。虽然纯PID控制不能很好的解决大时滞问题,但由于PID本身固有的诸多优点,仍有许多学者提出改进的PID算法。本文对应用或研究较多的三种先进PID控制方法进行分析及仿真。三种算法即:基于内模的PID(IMC-PID)、预测性PI(PIP)、模糊PID(FUZZY-PID),仿真研究证明了三种算法构成的控制器都具有优于传统PID及Smith预估控制器的控制效果。 2、DMC算法及其改进。DMC算法广泛应用于工业过程中并被证明是克服滞后的有效方法。文中介绍了非参数模型及状态空间模型的DMC算法。同时指出,传统DMC算法计算时间较长,所需的存储空间大,故不适用于要求快速性或存储容量小的实际对象(如单片机系统)。由此引出单值DMC算法,但单值DMC在抗干扰和鲁棒性方面却有着令人遗憾的缺陷。故本文在单值DMC的基础上,提出状态空间双值DMC算法,该算法保留了单值算法计算速度快,占用存储空间较小 摘要 的优点,同时充分发挥DMC算法简单,鲁棒性较强,适用于有纯时 延系统的优点。仿真研究证明了这种改进的算法的优点。 3、针对电加热器对象设计并实现了一个温度控制系统。该系统由MCS 一51系列单片机构成,采用汇编语言及C语言混和编程,由于电 加热器的大滞后特性,控制算法采用双值DMC。把该算法用于控制 实验室电加热器具有较好的控制效果。为便于比较,编制模糊PID 程序并进行实控,结果表明双值DMC算法与模糊P功有相当的控制 效果。最后给出了所实现的温度控制系统的软、硬件构成及其具体 的设计方案。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP273

【引证文献】
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1 杨仕美;郭建胜;翟旭升;彭靖波;;基于复合补偿的航空发动机大延迟系统内模控制[J];弹箭与制导学报;2012年05期
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1 邱星亮;时滞系统控制方法研究及其在锅炉给水加药中的应用[D];郑州大学;2006年
【参考文献】
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1 靳其兵,李鸿儒,刘子静,顾树生;带神经网络补偿的Smith预估极点配置自校正控制[J];东北大学学报;1999年02期
2 雎刚,陈绍炳,徐治皋;模糊预估PID控制及其应用[J];东南大学学报;1998年S1期
3 辛德强,朴顺善;X25045与8051的接口技术[J];电子技术应用;1999年12期
4 李益华,文炼红,陈燕;8098单片机在实现可控硅过零控制中的应用[J];电子仪器仪表用户;1999年02期
5 林汉;LM331压频变换器的原理及应用[J];国外电子元器件;1999年10期
6 宋云霞,朱学峰;大时滞过程控制方法及应用[J];化工自动化及仪表;2001年04期
7 李迎春,申东日,陈义俊;单值动态矩阵控制的应用研究[J];化工自动化及仪表;2002年01期
8 程奇峰,马胜利;如何克服控制系统中的纯滞后因素[J];化工自动化及仪表;1995年02期
9 李平,王树青,王骥程;预测控制研究的概况[J];化工自动化及仪表;1995年06期
10 张峻颖,杨马英,谢启;含有纯滞后系统的控制方法[J];控制工程;2002年06期
【共引文献】
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1 蒋中;一种基于非线性Laguerre模型的预测控制算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
2 钟小芳,蒋中;基于Laguerre 函数近似模型的多变量系统增量型预测控制的算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
3 方斌,李仁,季幼章;关于预测控制的鲁棒性[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年02期
4 孙保群,江志斌,鲁昌华,姜洪;一种PC微机与单片机构成的主从分布式系统[J];安徽工学院学报;1995年03期
5 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
6 刘静;;基于预测控制理论的水产品价格模型[J];安徽农业科学;2011年36期
7 童琨;;马钢2250热轧横切线过程控制系统的分析和实现[J];安徽冶金;2007年04期
8 张庆丰;郑睿;陈宗祥;;一种基于滚动窗口的AGV动态路径规划算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年02期
9 吴丽娟;DMC-PID串级控制算法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
10 汤秀琴;双交叉燃烧控制系统的设计与实现[J];鞍山钢铁学院学报;2001年06期
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1 孙鹤旭;梁涛;雷兆明;;基于状态空间模型的多时域预测控制系统的闭环特性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 刘剑锋;桂卫华;黄志武;;基于满意度的T-S模糊建模方法及应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 李刚;王庆林;黄彪;;随机扰动下的动态矩阵控制系统性能监控、调节与诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张颖;巢志骏;席裕庚;;预测调度算法在单机问题中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 莫晓明;;基于多模型综合的DMC控制及其应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 李会军;叶宾;;一种基于递归BP神经网络的多步预测控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
3 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
4 杜静静;基于非线性度量和MLD-MPC的多模型方法研究[D];浙江大学;2010年
5 曹建伟;直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究[D];浙江大学;2010年
6 魏晋宏;预测控制在工业生产过程中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
7 程远雄;永磁同步直线电机推力波动的优化设计研究[D];华中科技大学;2011年
8 修观;非线性模型预测控制方法在滑翔弹道控制中的应用研究[D];南京理工大学;2011年
9 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年
10 段小刚;具有时空耦合特征的模糊逻辑控制系统及其应用[D];中南大学;2010年
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1 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
2 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
3 杨薇;多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究[D];浙江理工大学;2010年
4 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
5 王岩;混凝土受氯离子侵蚀劣化的ANFIS分析[D];郑州大学;2010年
6 房传礼;基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究[D];郑州大学;2010年
7 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
8 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张书宁;新一代深潜救生艇动力定位系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 曹红红,黄海波,陈强;对锐钛矿相TiO_2的第一原理计算[J];北京航空航天大学学报;2005年02期
2 张立德;;我国纳米材料技术应用的现状和产业化的机遇[J];材料导报;2001年07期
3 翟秀静,符岩,暴永生,刘忠文;燃烧合成技术制备α-Al_2O_3纳米粉[J];东北大学学报;2002年09期
4 冯琳,袁连山,褚莹;反胶束法制备纳米微粒[J];东北师大学报(自然科学版);1999年03期
5 胡金竹;谢寿生;翟旭生;;基于CMAC和PID算法的发动机导流叶片控制系统[J];弹箭与制导学报;2009年04期
6 付川,陈书鸿,傅杨武,胡杰;Fe(III)掺杂对TiO_2光催化活性的影响机理[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年08期
7 李芳宇,刘维平;纳米粉体制备方法及其应用前景[J];中国粉体技术;2000年05期
8 唐海红,焦淑红,杨红菊,张爱贤;纳米氧化铝的制备及应用[J];中国粉体技术;2002年06期
9 朱顺官,孟庆江,牟景艳;溶液燃烧法制备纳米Al_2O_3[J];中国粉体技术;2005年02期
10 王彩华;;纳米氧化铝粉末制备方法概述[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2006年03期
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1 沃松林;广义大系统的稳定性与分散控制[D];南京理工大学;2004年
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1 杨照华;锅炉给水加氨、加联胺控制系统及pH值控制方法研究[D];甘肃工业大学;2001年
2 张岳荣;热工自动控制系统PID参数的优化整定及其应用研究[D];南京理工大学;2002年
3 曹刚;PID控制器参数整定方法及其应用研究[D];浙江大学;2004年
4 田峰;自适应智能控制技术及其应用研究[D];河海大学;2004年
5 李曦雯;广义分散控制系统的分散可配置测度和特征值迁移性[D];天津大学;2004年
【二级引证文献】
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1 朱雁风;刘维良;武安华;汪传勇;胡芳仁;;超声波-溶胶-凝胶自蔓延法制备纳米氧化铝粉体[J];人工晶体学报;2013年01期
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1 高印博;Cr~(3+)、Ho~(3+)掺杂的Al_2O_3粉体、薄膜的制备及发光性能研究[D];沈阳理工大学;2012年
【二级参考文献】
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1 李力争;纯滞后过程的模糊预估控制[J];长沙交通学院学报;1996年01期
2 靳其兵,李鸿儒,刘子静,顾树生;带神经网络补偿的Smith预估极点配置自校正控制[J];东北大学学报;1999年02期
3 慈春龄,郑颖楠,侯培国;滞后控制系统的一种新型控制算法[J];东北重型机械学院学报;1994年03期
4 董秀成,杨光,雷霖;自适应Smith预估极点配置自效正PI控制器[J];电子科技大学学报;2000年01期
5 雎刚,陈绍炳,徐治皋;模糊预估PID控制及其应用[J];东南大学学报;1998年S1期
6 孙炜,王耀南,朱俊杰;基于模糊控制的交流伺服系统[J];电气传动自动化;2000年02期
7 陈峰;用自调整 Smith 预估器实现过热减温控制的探讨[J];福建电力与电工;1998年02期
8 韩如成,李霄峰,王亚慧;大时滞系统模糊自整定Smith预估补偿控制方案的研究[J];钢铁;1999年04期
9 杨智,王劲岭;时滞控制系统的 PID 参数自整定[J];甘肃工业大学学报;1997年02期
10 林小峰,廖志伟,谢松;纯滞后系统的Smith-Fuzzy预估控制[J];广西大学学报(自然科学版);1999年03期
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1 赖雄鸣;段吉安;徐洲龙;帅词俊;;光纤器件流变制造加热方法研究[J];激光与红外;2008年06期
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3 寿涛;丁传琪;;折流板式与套管式电加热器压力降的比较分析[J];科技传播;2010年22期
4 金元郁;庄兴稼;顾兴源;;改进的MAC在电加热器控制中的应用[J];石油化工自动化;1990年05期
5 吕玉明;刘印贵;;基于电加热器断路故障测控装置的设计与应用[J];现代电子技术;2009年21期
6 熊四昌;胡东;樊炜;杨涌;;一种树脂膜加热高精度控制的复合方法[J];轻工机械;2006年02期
7 朱双东;微小型反应装置的电加热器控制系统[J];微计算机应用;1991年02期
8 李运泽,魏传锋,袁领双,王浚;应用PTC电加热器的卫星局部温度控制系统仿真[J];系统仿真学报;2005年06期
9 王建民;电加热器温控专用集成电路Y982[J];电子世界;1999年01期
10 黄珊琳,谭思云;电加热器的人工智能控制[J];化肥设计;2001年05期
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1 王志强;唐继黔;;电加热器和伴热带在重油系统中的应用[A];2007年西南地区暖通空调及热能动力学术年会论文集[C];2007年
2 王清勤;赵志安;单寄平;;恒温空调工程设计中有关问题的探讨[A];全国暖通空调制冷1994年学术年会资料集[C];1994年
3 罗淑平;江泉;;框架式电加热器在热处理中的应用[A];晋冀鲁豫蒙鄂沪云贵川甘湘十二省区市机械工程学会2005年学术年会论文集(贵州分册)[C];2005年
4 张建国;;用环氧玻璃钢材料制造曲面电加热器技术[A];第七次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];1997年
5 刘宗源;;大型表冷器的电热防冻保护[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C];2000年
6 周奎修;易双林;;太阳能-电加热原油储运系统研究与应用[A];2010江苏省“能源计量与节能减排”论坛论文集[C];2010年
7 刘宗源;;双热源供热技术的可行性研究[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会资料集[C];2000年
8 高俊;;唐山中厚板钢铁公司1500m~3高炉泥炮液压系统存在的问题及故障分析处理[A];中国管理科学文献[C];2008年
9 张生林;杨蕴鸿;;智能蓄热电饮水炉的研制[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
10 张生林;杨蕴鸿;;智能蓄热电饮水炉的研制[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年
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1 本报记者 黄律己 通讯员 杜君铭;电加热器国产化 设备投资省一半[N];中国石化报;2011年
2 亦;常用的电加热器元件[N];福建科技报;2004年
3 ;电加热器合格率走低[N];国际商报;2004年
4 赵春雨 余宽平;东方制冷扬己所长“加热”发展[N];镇江日报;2009年
5 安徽 洪明;谈谈电冰箱的季节开关和热补偿器[N];电子报;2006年
6 ;日本修订电器和材料技术法令[N];中国国门时报;2007年
7 岳晓术严明辉;“三推两控”每月省电7万度[N];中国石化报;2007年
8 金戈;四新股今上市 深沪两市齐添丁[N];证券时报;2011年
9 江西 张胜生;格力PFD12WAK(7.5WAK)柜式空调原理和维修[N];电子报;2006年
10 辽宁 戎建平;酒店太阳能热水系统的完善和改进[N];电子报;2007年
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1 刘辉;时滞热工系统规则自组织模糊控制方法[D];哈尔滨工业大学;2004年
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1 黄珊琳;电加热器的专家智能控制[D];武汉理工大学;2002年
2 张峻颖;时滞对象的控制方法研究及其在电加热器温控系统中的应用[D];浙江工业大学;2003年
3 张宇;电加热器的模糊控制及其PLC实现[D];南昌大学;2005年
4 代方军;基于加速失效寿命模型的PWR稳压器用电加热器系统可靠性研究[D];重庆大学;2002年
5 王艳彩;基于CAD/CAE的撬块结构快速设计的研究[D];天津大学;2007年
6 彭爱华;中央空调智能控制节能系统的研究与应用[D];南昌大学;2007年
7 朱琳;发电机定子线棒端部固化加热温度控制系统的研发[D];大连交通大学;2008年
8 冯军旗;工程车辆散热系统性能试验台的研制[D];武汉理工大学;2006年
9 马丽华;高温氦气实验回路概念设计与数值分析[D];华中科技大学;2008年
10 蒋开正;汽车发动机冷却系统测控研究与设计[D];电子科技大学;2005年
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