时滞系统变论域模糊自调整内模控制

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1、摘要时滞系统变论域模糊自调整内模控制时滞系统的控制是工业上经常遇到的问题。针对工业控制过程中的时滞系统，本文基于内模控制原理，设计了滤波器时间常数自调整内模控制。在建立滤波器时间常数A模糊自整定方法的基础上，研究了采用伸缩因子变论域的滤波器时间常数A自调整模糊内模控制，提出了滤波器时间常数的变论域模糊控制改进方法，并推导出了指数型伸缩因子、研究了幂函数型伸缩因子的性质。主要从以下几个方面开展了研究工作：1．基于内模控制原理设计方法，将内模控制方法引入到Smith预估控制中，建立了滤波器时间常数九的在线自整定方法。利用模糊控制理论确立了

2、滤波器时间常数A的模糊整定规则，通过在线调整滤波器时间常数改善了内模控制系统闭环特性。2．研究了模糊控制过程中输入输出论域的伸缩变化对控制性能的影响以及如何利用论域的变化提高控制性能。提出了基于量化因子的变论域模糊控制方法。分析并总结控制参数(量化因子(quantitativefactors))在控制中的变论域作用，指出参数与变论域伸缩因子的关系。3．根据变论域理论，以及伸缩因子的数学特性及工程特性，推导出了幂函数型伸缩因子，论证了幂函数型伸缩因子的数学特性及工程特性。4．针对工业过程中常见的一阶时滞过程、二阶时滞过程，并分别在模型匹

3、配、模型失配以及模型不确定和干扰的情况下，分别采用传统模糊控制、改进变论域模糊控制及采用幂函数型伸缩因子的变论域模糊控制进行了Matlab仿真实验研究。北京化工大学硕士学位论文结果证明，与传统的模糊控制方法相比，文中提出的改进变论域模糊控制方法不仅能够获得更高的控制精度，也提高了系统的响应速度；同时，幂函数型伸缩因子亦利于硬件实现，对慢响应的化工系统和快速响应的机电系统的在线控制提供了有效途径。关键词：Smith内模控制；滤波器时间常数整定；改进变论域方法；幂函数型伸缩因子II摘要INTERNAI。MODELCONTRoLBASEDO

4、NVARIABLEDO心NFUZZYCONTROLFORTIME．DELAYSYSTEMSABSTRACTThecontrolforprocesseswithtime—delayisalwaysencounteredinindust巧．Aimatthisproblem，thispaperpresentsafiltertimeconstantAself-adjustingintemalmodelcontrol(IMC)basedonvariabledomainfuzzycontr01．AmodifiedVariabledomain舵zy

5、controlmethodisproposedonthebasisofquantitatiVefactora11dthenatureofpowerfunctioncontraction-expansionfactorhasbeenresearched．MainlyfromthefollowingaspectstheresearchworkwascaHiedout：1．Basedontheprincipleofinternalmodelcontrol(IMC)，theIMCdesignmethodwasbeintroducedtoSmi

6、thpredictiVecontr01．Firstly，thefiltertimeconstanton-lineself—tuningmethodwaspfoposed；then，thefiltertimeconstantfuzzymleswasestablishedaccordingtofuzzyControltheo巧．Theclosed-loopcharacteristicscanbeimproVedbyadjustingthefiltertimeonline．2．Thedomaincontracting(expanding)o

7、finputandoutputwillaffectthecontr01performance．Therefore，thep印erhasresearchedonthisaspect，andhowtoimproVethepe渤mancebyusingithasalsobeenstudied．Accordingtotheresearch，thepaperproposedamodifiedVariabledomainfuzzycontrolbasedonquantitatiVefactors．Thentheanalysisaboutthere

8、lationshipbetweencontrolparameter(quantifiablefactor)andthecontraction—expansionfactorwaspresented．3．Thepaperh