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专利号: 2019104317314
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种工业化工过程广义大琳响应控制方法,包括如下步骤:步骤1、建立带扰动的系统离散被控过程线性模型,定义新型广义输入得到离散系统的广义过程模型;

步骤2、引入闭环等效的离散大琳控制算法,结合广义过程模型设计广义大琳响应控制器。

2.如权利要求1所述的工业化工过程广义大琳响应控制方法,其特征在于:所述步骤1具体如下:

1.1首先建立带有干扰的系统离散被控过程线性模型,表示如下:其中,z是离散变换因子,y(z)、u(z)、di(z)分别是过程输出、输入和第i个扰动的z变换;

Gu(z)、Gi(z)分别为过程被控对象和第i个扰动的脉冲传递函数;

1.2根据内模控制原理,建立系统的控制过程模型,如下;

其中, 是系统内部模型脉冲传递函数,一般设为 Gu+(z)是全通滤波器脉冲传递函数,包含时滞和有半平面零点,Gu-(z)是具有最小相位系统脉冲传递函数;GI(z)为内模控制脉冲传递函数模型,且GI(z)=Gu-(z)-1F(z), λ为滤波系数,F(z)为滤波器脉冲传递函数,Gu-(z)-1为Gu-(z)的倒数,z-1为差分算子;

1.3根据系统的模型对偶控制,将步骤1.1中的过程模型改写为如下形式:其中,

a0=1,

β0≠0, b0≠0,

A(z)为Gu(z)、ΣGI(z)的最小公分母多项式,B+(z)为 传递函数带z-1项和时间延迟的零点多项式,B-(z)为所有在开单位圆内零点的多项式,Cj(z)为不稳定极点脉冲传递函数的系数多项式;z-i为z-1的i次方;ai、βi、bi、cij分别为第i个干扰下对于过程的系数;

1.4根据步骤1.3,定义新型广义输入,形式如下:V(z)=Q(z)B-(z)u(z)+P(z)y(z)其中, q0=1;V(z)是定义的新型广义输入z变换形式,pi,qi是对应过程系数;

1.5根据步骤1.4,将步骤1.3中的过程模型改写为,如下形式:其中,T(z)是过程极点多项式,且T(z)=A(z)Q(z)+B+(z)P(z);

再根据步骤1.2中的内模控制模型形式,将上式等效为闭环过程,可得到:为广义被控对象脉冲传递函数, 为等效误差,GI(z)=T(z)M(z),M(z)=F(z)/B+(z);与步骤1.1类比可得到T(z)的多项式形式类比于A(z)的形式,采用收缩原开环极点配置方法可得到: 将其带入式T(z)=A(z)Q(z)+B+(z)P(z)中,通过丢番图方程求解可得Q(z)和P(z),0≤α≤1为模型广义调节参数。

3.如权利要求2所述的工业化工过程广义大琳响应控制方法,其特征在于:所述步骤2具体如下:

2.1引入大琳控制算法,定义系统的闭环传递函数,形式如下:其中,ysp(z)为系统设定值的z变换形式, 系统大琳调节参数,T为采样周期,Tc为闭环系统的时间常数;z-N-1为z-1的N+1次方,N是在系统纯滞后τ中最大的采样周期次数;

Ku=B+(1),为广义大琳系统的稳态增益;D(z)为系统的反馈控制器;

2.2根据步骤2.1求得系统控制器的形式,如下所示:

2.3根据步骤1.4、步骤1.5和步骤2.2得到广义大琳系统的过程控制量,如下:Q(z)B-(z)[Ku(1-σz-1)-(1-σ)z-N-1B+(z)]u(z)-N-1 -1 -N-1

=T(z)(1-σ)z e(z)-P(z)[Ku(1-σz )-(1-σ)z B+(z)]y(z)其中,e(z)=ysp(z)-y(z),为系统过程误差;

2.4根据步骤2.1到步骤2.3,依次做循环求解的控制量u(z),再将其作用于被控对象。