基于继电反馈的内模控制方法的研究

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1、沈阳一I‘业入学硕士学位论文摘要工业过程中的时滞现象是非常普遍的，大时滞的存在严重影响了系统的稳定性，导致系统的超调量变大，调节时间大大加长，甚至出现振荡、发散，从而使系统的动态品质明显变差，尤其对于1：业过程中的一些不稳定系统，大时滞的存在将使系统的响应效果更加恶化。这种情况下，普通的PTD自整定方法很难满足要求，甚至不能实现系统的稳定。内模控制作为Smith预估控制方法的～种扩展，是目前处理大时滞过程一种非常有效的方法。因此，本文在大量阅读国内外相关文献的基础上，提出了一种改进的二自由度内模控制方法对大时滞系统加以控制。本文首先介绍了该课题的研究背景，包括自整定技术目前存在的问题和今后的发

2、展方向；接下来介绍了一种非对称的继电反馈方法辨识出被控过程的数学模型作为内模控制系统的内部模型；然后本文以工业过程中一些典型的稳定和不稳定的时滞系统为研究对象，利用本文提出的二个自Eh度的内模结构加以控制，同时在此结构中设计了四个控制器，并分别对它们在内模结构中所起的作用进行了论述，然后根据被控对象的不同分别研究了它们的控制算法，随后通过理论分析和仿真结果表明该方法使稳定和不稳定的时滞系统都能同时获得更好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性，并具有较强的鲁棒性，而且所设计的控制器结构简单，参数调整方便，易于实际系统应用；最后在总结全文的基础上，对今后的研究工作进行了展望。关键词：继电反馈，大时滞过程

3、，内模控制，鲁棒性————鲨堕!型!叁堂堕主望垡堡塞——InvestigationofinternalmodelcontrolbasedonrelayfeedbackAbstractTime—delayisaverycommonphenomenoninindustry．Theexistenceoflongtime—delayseverelyinfluencesthestabilityofasystem，resultinginthebigovershoot，longregulatingrime，evenoscillationanddivergence，Thedynamicqualityofthe

4、systembecomesbad．Especiallytosomeunstablesystemsinindustry,theexistenceoflongtime-delaywillmaketheperformanceofthesystemmoreworse．Undersuchcircumstance，theordinaryPIDauto—tuningmethodisverydifficulttosarisfythedemand，evencan’tstabilizethesystem．AstheextensionoftheSmithpredictor,IntemalModelControl(M

5、C)isaveryeffectiveapproachtocontrolltheplantswithlongrime—-delay．Thereforeinthisthesisanimprovedtwo-degree—of-freedomIMCapproachisproposedonthebasisofreadingagreatdealofdemesticandoverseascorrelativeliteratures．Firstly,thethesisintroducestheresearchbackground，whichincludestheexistingproblemsandfurth

6、erresearchdirectionofauto—tuningtechnology．Secondly,thepaperusesanunsymmetricalrelayfeedbackmethodtoidentifythemathematicalmodelofacontrolledprocessastheintemalmodelofthesystem．Thirdly,thestableandunstableplantswithtime—delaysarecontrolledbasedonthetwo—degree—of-fi'eedomIMCstructureproposed．Thereare

7、fourcontrollersinthisstructure，whosefunctionsarediscussed，andthentheircontrolalgorithmsaredesignedaccordingtodifferentplants．Thetheoreticalanalysisandthesimulationresultsindicatethatthismethodcanmaket