基于模糊控制的Smith预估器的改进研究和设计

【摘要】：本论文来源于国家863项目子项—高分子复合(BP)材料大口径管材、管件研制及产业化。BP复合管材作为一种新型管材,其生产工艺独特、新颖,当前国内外还没有为此而设计的过程控制自动化解决方案。论文结合BP复合管材的生产工艺特点和现场实际情况,设计了基于Omron可编程序控制器的生产自动控制系统,运行取得了满意的效果。针对成型机加热罩温度控制系统中存在的时滞容易造成控制系统不稳定这一具体问题,本文进行了研究和探讨。 在实际工业生产过程中,广泛地存在着时滞。时滞的存在对工业控制系统的性能产生不利影响,特别是当时滞较大时,用常规的PID方法难以取得良好的控制效果,甚至出现不稳定现象。因此,如何改善时滞控制过程的控制品质一直是控制界的学者和研究人员关注的课题。 Smith预估器从理论上解决了时滞补偿的问题,但由于其对模型的误差十分敏感,鲁棒性较差,因而限制了它在工业控制中的广泛应用。模糊控制具有不需要被控对象精确数学模型和鲁棒性强的优点,但它不能从本质上克服时滞。本文对如何利用模糊控制改进常规Smith预估器控制效果进行了研究,并针对Fuzzy Smith预估控制在BP管材加热罩的温度控制中的应用进行了仿真实验。