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自抗扰控制器在抄纸过程中的仿真研究

杨浩  
【摘要】:纸是最重要的消费品与工业材料之一,纸的生产与制造同人民的生产生活质量息息相关,并且在各个领域中都占有举足轻重的地位。造纸过程非常复杂,而抄纸过程是其中的重要一环,抄纸过程的控制效果将直接关系到产品的质量,产量,工业过程的消耗等。 从控制领域可以将抄纸过程看做一个具有时滞特点的多变量耦合系统,因此对该系统控制方法的研究具有重要的现实意义。 本文首先分析了PID的缺点,随后介绍了自抗扰控制器的基本原理及组成:跟踪微分器,扩张状态观测器,非线性误差反馈控制器等的基本原理,给出了自抗扰控制器的一般结构、解耦原理。之后给出了线性自抗扰控制器的基本原理。 本文在仿真实验部分对一系列与抄纸过程具有类似特性的其他典型系统进行了对比仿真实验。采用自抗扰控制技术研究在自抗扰控制器下各种系统的动静态性能和鲁棒性等指标,并与一般的PID控制方法进行对比,随后又对线性自抗扰控制器进行了仿真研究。在此基础上,进一步分析了自抗扰控制器本身的局限,并研究了通过与其它控制方法相结合来改进自抗扰控制器的途径,提出了通过平衡自抗扰控制器中的线性与非线性元素,达到在确保控制性能的前提下简化参数调整的目标。对进一步的工作进行了展望。 本文希望通过对自抗扰控制器在抄纸过程中的仿真研究,拓展自抗扰控制器的应用领域,为具有多变量时滞耦合特性的被控过程提供一种思路,为简化自抗扰控制器参数调整提供参考。


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