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煤炭地下气化大滞后过程增强型Smith自适应控制研究 认领 引用
1
作者 唐洋 吴琼 +3 位作者 张磊 周明军 万敏 廖茁栋 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第7期29-40,共12页
【目的】煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)是一种将地下固态煤转化为气态燃料的原位转化技术。然而,其反应过程具有显著的大滞后特性,该特性会削弱系统响应能力,易引发超调与振荡,从而增加控制难度并降低系统稳定性与... 【目的】煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)是一种将地下固态煤转化为气态燃料的原位转化技术。然而,其反应过程具有显著的大滞后特性,该特性会削弱系统响应能力,易引发超调与振荡,从而增加控制难度并降低系统稳定性与动态性能。【方法】针对上述问题,基于遗传算法,提出了一种增强型Smith控制算法,同时搭建了DCS-Matlab半实物仿真实验平台。在500~2000 s滞后时间、25%~40%CO2体积分数设定值下进行系列实验。【结果】滞后时间是影响控制性能的关键因素。相较于PID与Smith控制,提出的增强型Smith控制算法在处理大滞后问题上表现最优。PID(proportion integral derivative)控制下,在滞后增至1500 s时,CO2稳定时间延长30.77倍。模型匹配(τ=1500 s)时,Smith控制将CO2稳定时间从约400 min(PID控制)降至38 min,改善幅度达90.5%;但在模型失配40%时,其稳定时间增加4.37倍,鲁棒性差。相同失配条件下,增强型Smith控制的稳定时间较Smith控制缩短36%~59%,且响应更平滑、超调更小。【结论】增强型Smith控制方法在模型不确定条件下对UCG大滞后系统具有良好的适应性和有效性,可为UCG大滞后过程控制提供理论与实际工程参考。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 大滞后 增强型Smith控制算法 DCS-Matlab半实物仿真实验平台 模型失配
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基于改进Smith预估和混合BAS的无人船航向设计 认领 引用
2
作者 张会霞 赵照 +2 位作者 刘奕彤 蒋旭辉 吴文洋 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第24期87-96,共10页
在无人船航向控制中,控制器设计的优化对于系统在复杂海况下的动态性能至关重要。传统PID控制器因难以处理时滞和非线性问题,导致控制精度受限。本文提出一种融合改进Smith预估器与模糊PID的复合控制,并设计基于天牛须搜索算法(BAS)、... 在无人船航向控制中,控制器设计的优化对于系统在复杂海况下的动态性能至关重要。传统PID控制器因难以处理时滞和非线性问题,导致控制精度受限。本文提出一种融合改进Smith预估器与模糊PID的复合控制,并设计基于天牛须搜索算法(BAS)、和声算法(HSA)和遗传算法(GA)的混合优化方法,用于参数整定。改进的Smith预估器通过动态补偿时滞环节,结合模糊PID的自适应调节能力,显著提升系统鲁棒性;混合优化算法通过动态步长调整和自适应权重更新机制,实现控制参数的高效全局优化。仿真结果表明,所提方法在复杂海况下的航向偏差较传统PID降低32.5%,调节时间缩短24.8%,且稳定性分析验证了闭环系统的全局渐近收敛性。 展开更多
关键词 航向控制 Smith预测器 模糊PID BAS-HAS-GA算法
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基于改进粒子群PID算法的调车自动驾驶精确停车研究 认领 引用 被引量：2
3
作者 赵一凡 杨华昌 任宛星 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第2期179-186,203,共8页
精确停车是调车自动驾驶控制系统进行调车作业时的重要需求。针对精确停车问题,基于机车制动控制模型,将标准粒子群算法和PID控制器相结合,根据混沌映射理论,利用Logistic-Tent混沌映射初始化粒子群种群,提高初始种群在搜索空间上的分... 精确停车是调车自动驾驶控制系统进行调车作业时的重要需求。针对精确停车问题,基于机车制动控制模型,将标准粒子群算法和PID控制器相结合,根据混沌映射理论,利用Logistic-Tent混沌映射初始化粒子群种群,提高初始种群在搜索空间上的分布质量;引入模拟退火算法和自适应惯性权重以及异构学习因子,使粒子群算法在迭代初期加强全局搜索能力、后期加强局部搜索能力,避免粒子群算法陷入局部最优解;采用改进粒子群PID控制部分代替Smith预估控制器中的PID控制部分,从而解决制动控制系统的大延时问题,以此设计出一种改进的粒子群PID-Smith控制器。采用本文设计的控制器对机车制动过程进行仿真验证,并与标准粒子群PID算法和改进的粒子群PID算法进行对比,结果表明:在考虑外部干扰的情况下,新设计的控制器能够柔和整个制动过程的输出,实现对参考曲线的精确跟踪,并且停车误差能够稳定在60 cm以内,满足调车作业对于停车精度的要求,验证了本文设计的控制器有较强的实用性、适应性、鲁棒性和稳定性。 展开更多
关键词 调车 自动驾驶 精确停车 粒子群算法 自适应 Smith预估控制器
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基于Smith预估控制和组态技术的锅炉内胆温度控制 认领 引用 被引量：4
4
作者 胡开明 王怀平 葛远香 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第3期316-320,共5页
本文针对锅炉内胆的水温控制,设计了以单片机为控制器的控制系统,主要完成了铂电阻温度采集电路、可控硅加热电路以及过零检测等硬件电路的设计,采用了Smith预估控制算法,同时为增加系统受到的负荷干扰的补偿作用和减少对模型的依赖程度... 本文针对锅炉内胆的水温控制,设计了以单片机为控制器的控制系统,主要完成了铂电阻温度采集电路、可控硅加热电路以及过零检测等硬件电路的设计,采用了Smith预估控制算法,同时为增加系统受到的负荷干扰的补偿作用和减少对模型的依赖程度,对Smith预估器控制算法在结构上进行了改进。设计了系统的远程组态监控,在组态环境里对系统进行调试。MATLAB仿真和组态调试结果表明:控制性能指标明显优于普通PID控制,同时系统的抗干扰能力有了大幅度的提高,设计的效果较为理想。 展开更多
关键词 锅炉内胆温度控制 Smith预估控制 组态 MATLAB仿真
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基于遗传算法自整定和Smith预估的电子倍增电荷耦合器件温控系统设计 认领 引用 被引量：1
5
作者 高帅 杨少华 +4 位作者 郭明安 李刚 严明 罗通顶 刘璐 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第29期260-265,共6页
针对电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)温度控制过程的时间滞后特性,根据热力学理论建立整个系统的数学模型,利用有限元仿真方法得到其传递函数,在此基础上采用遗传算法实现PID控制参数的在线自适应整定,同时结合Smith预估控制补偿由滞后环... 针对电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)温度控制过程的时间滞后特性,根据热力学理论建立整个系统的数学模型,利用有限元仿真方法得到其传递函数,在此基础上采用遗传算法实现PID控制参数的在线自适应整定,同时结合Smith预估控制补偿由滞后环节产生的时间迟滞。采用Matlab对控制算法进行仿真分析,结果表明该方法较常规PID控制方法具有调整时间短、超调量小、抗干扰能力强等优点。设计基于单片机和TEC驱动模块的硬件电路将控制算法应用于EMCCD温度控制系统,相机实际制冷温度可达(-12±0.1)℃,图像本底噪声方差仅为18。实际应用结果表明温度控制系统是提升EMCCD相机成像性能的有效方法。 展开更多
关键词 PID 遗传算法 Smith预估 温度控制 电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)
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基于模糊免疫PID-Smith自适应控制算法的研究 认领 引用 被引量：2
6
作者 周颖 王润泽 +1 位作者 宋丹丹 杨鹏 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2011年第1期13-16,50,共4页
针对缺乏精确模型的生物发酵过程中温度的大滞后过程,传统的PID难以达到满意的控制效果.基于专家系统的模糊控制能对一些非线性、模型不是很精确的系统进行控制,在一定程度上能够克服大滞后给系统带来的不利影响,然而模糊控制对延迟时... 针对缺乏精确模型的生物发酵过程中温度的大滞后过程,传统的PID难以达到满意的控制效果.基于专家系统的模糊控制能对一些非线性、模型不是很精确的系统进行控制,在一定程度上能够克服大滞后给系统带来的不利影响,然而模糊控制对延迟时间较大的系统进行控制时容易产生振荡.针对生物发酵过程大滞后系统,本文采用非线性划分的模糊语言变量的模糊免疫自适应Smith控制方案,该方案中自适应Smith预估器能很大程度改善系统的控制品质,增强系统的鲁棒性和抗扰性.非线性划分的模糊语言变量的模糊免疫控制能提高系统的响应时间及其控制精度.两种方法结合,较好利用了非线性划分的模糊语言变量的模糊免疫PID与自适应Smith预估控制的优点.仿真结果表明,基于模糊免疫PID的Smith预估器控制的有效性. 展开更多
关键词 纯延迟系统 模糊控制 免疫算法 自适应Smtih预估控制
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浅谈Smith预估控制及其改进算法 认领 引用
7
作者 张斌 钟子良 《萍乡高等专科学校学报》 2011年第3期20-23,共4页
在工业过程控制领域中,时滞系统的控制一直受到人们的关注,也是目前过程控制研究领域的一个重要课题。Sm ith预估补偿控制方法从理论上为解决时滞系统的控制问题提供了一种有效的方法。
关键词 Smith预估控制 原理结构 改进算法
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基于Smith预估模糊PID的氨法脱硫控制策略 认领 引用 被引量：1
8
作者 朱铭基 张会林 马立新 《电子科技》 2023年第5期80-87,共8页
氨法脱硫系统存在滞后大、非线性和实时负荷跟踪性差等问题。针对该问题设计的Smith预估控制器通过补偿延迟时间提高了系统的实时性。但通常采用试凑法来设定系统中的PID(Proportion Integral Differential)参数,导致系统稳定性较差。... 氨法脱硫系统存在滞后大、非线性和实时负荷跟踪性差等问题。针对该问题设计的Smith预估控制器通过补偿延迟时间提高了系统的实时性。但通常采用试凑法来设定系统中的PID(Proportion Integral Differential)参数,导致系统稳定性较差。文中提出模糊PID参数自适应整定控制方法,通过模糊控制器求得PID的3个参数的调整值,自适应地调整PID参数,将SNOx的浓度控制在预设值附近。与传统阶跃信号判断控制效果不同,文中所提方法以实时的负荷数据来进行模型仿真,数据仿真结果也证明了Smith预估模糊PID控制器的可行性。系统稳定时SNOx浓度与预设值的误差在0.5 ppm以内,缩短了调节时间,表明所提方法改善了氨法脱硫控制系统的实时跟踪性,实现了快准稳的脱硫控制性能。 展开更多
关键词 氨法脱硫 Smith预估器 模糊算法 延迟时间 实时跟踪控制 PID参数整定 脱硫系统 纯滞后环节
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基于深度强化学习陶瓷辊道窑温度自适应PID控制 认领 引用 被引量：1
9
作者 朱永红 姜涛 李蔓华 《中国陶瓷工业》 CAS 2025年第3期41-48,共8页
陶瓷辊道窑烧成温度是影响陶瓷成品质量的关键因素,因而陶瓷辊道窑温度控制至关重要。针对目前辊道窑使用传统PID控制效果不理想,而使用模糊控制器又需要大量专家经验造成调试困难的问题,本文提出一种基于深度强化学习陶瓷辊道窑温度自... 陶瓷辊道窑烧成温度是影响陶瓷成品质量的关键因素,因而陶瓷辊道窑温度控制至关重要。针对目前辊道窑使用传统PID控制效果不理想,而使用模糊控制器又需要大量专家经验造成调试困难的问题,本文提出一种基于深度强化学习陶瓷辊道窑温度自适应PID控制方法。该方法通过深度强化学习TD3算法来自适应调整PID控制器参数,并采用Smith预估器来消除辊道窑系统时滞的影响,从而较好地实现对陶瓷辊道窑温度的控制。仿真实验结果表明,针对陶瓷辊道窑温度控制,本文基于Smith预估补偿的TD3的自适应PID控制比传统PID控制、Smith-PID控制、Smith-模糊PID控制均方差减少了5.58~11.42。因此,本文提出的控制方法有效可行,为提高陶瓷辊道窑温度控制效果提供了一种新思路,具有较大的理论意义与应用前景。 展开更多
关键词 陶瓷辊道窑 温度控制 TD3算法 PID控制 Smith预估器
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大林算法与SMITH预估器的比较及前馈抗扰补偿 认领 引用 被引量：1
10
作者 张德江 《长春工业大学学报》 CAS 1989年第A2期29-33,共5页
本文对大林算法和Smith预估器进行了分析和比较.针对大林算法抗扰性差的问题,提出了前馈补偿方法,并进行了数字仿真.仿真结果验证了理论上的分析与设计.
关键词 大林算法 Smith预估器 前馈控制
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预估补偿器柔性机械臂振动时滞控制 认领 引用 被引量：2
11
作者 杜菲 马天兵 +2 位作者 熊能 张建君 罗智 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第9期92-95,共4页
为解决影响柔性机械臂振动主动控制系统稳定性和控制效果的时滞问题,在线性二次型高斯(liner quadratic Gauss,LQG)最优控制的基础上,提出应用Smith预估器进行时滞补偿,设计出针对LQG算法控制的时滞问题补偿策略,并根据Lyapunov方法进... 为解决影响柔性机械臂振动主动控制系统稳定性和控制效果的时滞问题,在线性二次型高斯(liner quadratic Gauss,LQG)最优控制的基础上,提出应用Smith预估器进行时滞补偿,设计出针对LQG算法控制的时滞问题补偿策略,并根据Lyapunov方法进行新策略的稳定性证明,最后搭建柔性机械臂的振动主动控制系统,通过李沙育图形辨识出时滞常数,分别进行添加时滞补偿前后的LQG控制的对比实验。实验结果表明:时滞补偿后前机械臂前两阶模态振动抑制效果分别达到9.5 d B和8.1 d B,优于时滞补偿前LQG算法的控制效果。 展开更多
关键词 LQG算法 Smith预估器 时滞补偿 振动控制
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汽轮机旁路温度控制系统的优化 认领 引用 被引量：4
12
作者 周磊 党少佳 +1 位作者 郭瑞君 赵炜 《内蒙古电力技术》 2019年第1期46-51,共6页
提出了基于差分进化算法参数辨识精确建模的Smith预估控制方案,利用焓值计算方法对汽轮机旁路温度主要扰动量进行前馈补偿,结合设备参数提出了采用基于能量平衡的精确前馈控制,保证了系统的抗扰动能力;通过采集现场实际运行数据,基于改... 提出了基于差分进化算法参数辨识精确建模的Smith预估控制方案,利用焓值计算方法对汽轮机旁路温度主要扰动量进行前馈补偿,结合设备参数提出了采用基于能量平衡的精确前馈控制,保证了系统的抗扰动能力;通过采集现场实际运行数据,基于改进后的差分进化算法辨识得到控制对象的数学模型,提高了Smith预估器的补偿精度。仿真研究及现场应用结果表明,优化后的控制系统具有良好的稳定性、快速响应特性及控制精度,符合工程实际要求。 展开更多
关键词 汽轮机旁路 温度控制系统 精确前馈 差分进化算法 Smith预估器
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基于粒子群优化算法的太阳能水培智能控制系统设计与实现 认领 引用 被引量：1
13
作者 张净 涂笑童 刘晓梅 《软件工程》 2024年第9期14-19,共6页
为实现水培营养液水质参数的高效、精确控制,减少设备供能产生的碳排量,构建了一个基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法的水培智能控制系统。用PSO算法优化... 为实现水培营养液水质参数的高效、精确控制,减少设备供能产生的碳排量,构建了一个基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法的水培智能控制系统。用PSO算法优化模糊控制器的量化、比例因子,加入Smith预估器补偿反馈时延,对pH为4.5、电导率(Electrical Conductivity,EC)为0 mS/cm的营养液进行精确调控。经过优化,分别在44 s和43 s后达到预设值,并能维持稳定状态。建立光伏发电模块,引入MPPT算法,缩短跟踪时长至0.04 s。结果表明,该系统能提高营养液水质参数的调节精度,缩短控制时长,增强水培环境的稳定性;同时,能提升发电效率,实现节能减排。 展开更多
关键词 粒子群优化算法 最大功率点跟踪 水培智能控制 模糊控制 Smith预估器 光伏发电
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基于单片机的电加热炉温度控制算法与仿真研究 认领 引用
14
作者 张宇驰 《仪表技术》 2012年第1期20-24,共5页
介绍几种基于单片机的电加热炉温度控制算法,通过对PID控制算法仿真、SMITH控制算法仿真、大林算法仿真的比较分析,仿真结果验证了大林控制算法的稳定性和鲁棒性较好,几乎没有超调量,且稳态误差小。
关键词 PID控制 SMITH预估器 控制算法
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改进预估模糊PID控制在气动阀门定位系统中的应用 认领 引用 被引量：15
15
作者 王怀康 赵立业 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第1期142-146,共5页
针对工业中常见气动阀门定位控制系统中的大惯性、时滞性等问题,在建立并辨识得到系统简化模型的基础上,提出了一种基于改进预估模糊PID的控制方法。在传统PID控制的基础上引入变论域模糊控制器和改进型Smith预估器以提高控制系统的自... 针对工业中常见气动阀门定位控制系统中的大惯性、时滞性等问题,在建立并辨识得到系统简化模型的基础上,提出了一种基于改进预估模糊PID的控制方法。在传统PID控制的基础上引入变论域模糊控制器和改进型Smith预估器以提高控制系统的自适应能力并补偿纯滞后环节;针对论域伸缩因子参数难整定的问题,采用加入多种群和自调节交叉变异概率的改进型遗传算法对其进行参数寻优,在改善传统遗传算法早熟现象的同时,以获取最优的控制器参数。仿真和实验结果表明,所提出的控制方法在气动阀门定位系统中的应用较传统PID控制和Smith预估模糊PID控制,有效提高了系统的动静态性能,且具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。 展开更多
关键词 气动阀门 时滞 遗传算法 模糊PID控制 Smith预估器
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非最小相位系统的复杂控制算法研究 认领 引用 被引量：2
16
作者 王佳人 王亚刚 《电子科技》 2021年第1期55-59,共5页
针对非最小相位系统右半平面零点所造成的负调问题,文中以抑制非最小相位系统的负调和时滞问题为目的,将两步PID参数整定法与Smith预估控制器相融合,提出了一种复杂控制算法。该算法通过调整系统前置系数和PID参数,达到抑制非最小相位... 针对非最小相位系统右半平面零点所造成的负调问题,文中以抑制非最小相位系统的负调和时滞问题为目的,将两步PID参数整定法与Smith预估控制器相融合,提出了一种复杂控制算法。该算法通过调整系统前置系数和PID参数,达到抑制非最小相位负调的作用,并将其作用于Smith预估控制结构中,达到提升系统响应时间的目的。利用MATLAB软件中的Simulink对典型二阶控制系统建立仿真模型。仿真结果表明,该复杂控制算法在消除系统负调的同时也提升了系统的响应时间,验证了该复杂控制算法的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 非最小相位系统 Smith预估控制器 PID控制器 两步参数整定 复杂控制算法 MATLAB仿真
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微光可靠性检测系统高低温箱温度控制仿真研究 认领 引用
17
作者 郭晓雪 《黑龙江科学》 2017年第24期54-55,共2页
针对微光瞄具可靠性检测系统中高低温箱的温度特性,分析研究几种常用温度控制算法的不同适用环境。鉴于本温控系统纯滞后等特点,主要研究Dahlin和Smith预估两种常用控制算法的控制效果,通过MATLAB中的Simulink功能仿真得出控制曲线,比... 针对微光瞄具可靠性检测系统中高低温箱的温度特性,分析研究几种常用温度控制算法的不同适用环境。鉴于本温控系统纯滞后等特点,主要研究Dahlin和Smith预估两种常用控制算法的控制效果,通过MATLAB中的Simulink功能仿真得出控制曲线,比较两种算法的优缺点,选择更适合本系统的控制算法,对提高控制效率具有重要意义。 展开更多
关键词 高低温箱 温度控制 Dahlin算法 Smith预估控制算法 Simulink
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时变大纯滞后系统的单神经元自适应控制 认领 引用 被引量：2
18
作者 陈鹏 郑应文 户占良 《计算技术与自动化》 2005年第1期17-19,共3页
阐述一种新型单神经元自适应控制器,对时变大纯滞后系统实现快速有效的实时控制。该单神经元采用一种新学习算法,并与Smith补偿、在线辨识相结合,在保留单神经元器适应性强优点的同时,改善了单神经元器的动态性能,减轻了大滞后对象控制... 阐述一种新型单神经元自适应控制器,对时变大纯滞后系统实现快速有效的实时控制。该单神经元采用一种新学习算法,并与Smith补偿、在线辨识相结合,在保留单神经元器适应性强优点的同时,改善了单神经元器的动态性能,减轻了大滞后对象控制结果不能及时反馈的不足。应用该控制策略对大滞后一阶仿真研究表明,对大滞后时变系统具有较强的适应性和鲁棒性,各种控制性能优于常规单神经元PID和常规PID。 展开更多
关键词 神经元 自适应控制 递推最小二乘法 PI控制器 Smith补偿
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