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基于改进型蜣螂算法Fuzzy-Smith-LADRC混凝投药 被引量:2
1
作者 王文成 余智科 郑诗翰 《电子测量技术》 北大核心 2025年第3期10-17,共8页
二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务,其中居民饮用水是重点民生任务,混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性,故对于原水水质频繁变化的控制系统,常规的PID控制不能达到满意的效果。为此,将一种不依赖系... 二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务,其中居民饮用水是重点民生任务,混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性,故对于原水水质频繁变化的控制系统,常规的PID控制不能达到满意的效果。为此,将一种不依赖系统精确模型的线性自抗扰控制器(LADRC)应用于系统中,利用扩张观测器对混凝控制系统中出现的扰动进行估计并补偿,同时设计史密斯预估器(Smith)与模糊控制器(Fuzzy)相结合的自适应史密斯控制器来消除大时滞对控制效果的影响,提出Fuzzy-Smith-LADRC控制器。针对控制器参数调节困难而引入改进型蜣螂算法(MSIDBO)进行参数整定。改进型算法对DBO算法中初始种群分布不均匀、易陷入局部最优解等问题进行优化,使得MSIDBO能快速收敛并更好平衡全局探索与局部开发能力。系统模型精确时,该控制方法比PID控制的调节时间减少279 s和超调量降低8%,比DMC控制的调节时间减少40 s,系统模型变化时,相比LADRC具有更好的抗干扰性与鲁棒性。 展开更多
关键词 混凝工艺 模糊史密斯预估-线性自抗扰 改进蜣螂算法 参数优化
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基于改进Smith预估和混合BAS的无人船航向设计
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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暖通空调控制系统Smith预估器自适应算法设计 被引量:13
3
作者 王彦 刘宏立 杨珂 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2011年第3期408-412,共5页
针对暖通空调(HVAC)系统控制过程中存在的大时滞问题,研究在系统模型参数改变情况下克服时滞影响的方法.对于一阶带纯时滞的空调系统模型,利用信号相关理论和李亚普诺夫稳定理论,推导出了Smith预估器模型参数的自适应算法.本算法使Smit... 针对暖通空调(HVAC)系统控制过程中存在的大时滞问题,研究在系统模型参数改变情况下克服时滞影响的方法.对于一阶带纯时滞的空调系统模型,利用信号相关理论和李亚普诺夫稳定理论,推导出了Smith预估器模型参数的自适应算法.本算法使Smith预估器可以在系统模型改变的情况下在线整定,从而实时更新参数.将此自适应Smith预估器应用于空调系统控制,可以避免在模型参数失配情况下引起的系统不稳定甚至振荡,解决了空调控制中大时滞对系统动态性能的影响,提高了稳定性. 展开更多
关键词 暖通空调 大时滞 smith预估器 自适应算法
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基于Smith预估与仿人智能的反应釜温度控制设计与仿真 被引量:2
4
作者 孟磊 邹志云 +1 位作者 刘兴红 郭宇晴 《化工自动化及仪表》 CAS 2015年第6期613-615 637,637,共4页
反应釜是一种典型的大惯性、大滞后系统,其温度不易控制。针对这类时滞系统将仿人智能算法与Smith预估算法结合,其中Smith预估算法通过引入预估器可以补偿时滞环节,仿人智能算法可以识别误差的各种特征并做出相应的决策,实现多模态灵活... 反应釜是一种典型的大惯性、大滞后系统,其温度不易控制。针对这类时滞系统将仿人智能算法与Smith预估算法结合,其中Smith预估算法通过引入预估器可以补偿时滞环节,仿人智能算法可以识别误差的各种特征并做出相应的决策,实现多模态灵活控制。二者结合用于反应釜温度控制,经MATLAB仿真显示,该方法相比传统PID算法其控制效果有显著地提升。 展开更多
关键词 反应釜 温度控制 仿人智能 smith预估算法
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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 被引量:4
5
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Smith预估器的单神经元PSD自适应主汽温控制 被引量:2
6
作者 秦志明 张栾英 谷俊杰 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2004年第3期43-47,共5页
针对电厂中主汽温控制系统具有大滞后、非线性的特点,提出了一种新的基于 Smith 预估器的单神经元 PSD 自适应控制算法,即由 Smith 预估器和单神经元 PSD 自适应控制器组合的复合控制。并且利用Lyapunov 稳定性理论证明了单神经元自适... 针对电厂中主汽温控制系统具有大滞后、非线性的特点,提出了一种新的基于 Smith 预估器的单神经元 PSD 自适应控制算法,即由 Smith 预估器和单神经元 PSD 自适应控制器组合的复合控制。并且利用Lyapunov 稳定性理论证明了单神经元自适应控制器的稳定性。实验结果表明,这种控制方式具有较好的自适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 大型火电厂 锅炉 smith预估器 单神经元 PSD 自适应控制算法 主汽温控制
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基于模糊免疫PID-Smith自适应控制算法的研究 被引量:2
7
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5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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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 被引量:1
8
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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基于改进粒子群PID算法的调车自动驾驶精确停车研究
9
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9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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大林算法与SMITH预估器的比较及前馈抗扰补偿 被引量:1
10
作者 张德江 《长春工业大学学报》 CAS 1989年第A02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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基于Smith预估模糊PID的氨法脱硫控制策略 被引量:1
11
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SNO_(x)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SNO_(x)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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浅谈Smith预估控制及其改进算法
12
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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基于深度强化学习陶瓷辊道窑温度自适应PID控制
13
作者 朱永红 姜涛 李蔓华 《中国陶瓷工业》 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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基于STM32的恒温水浴温度检测与控制系统设计 被引量:14
14
作者 李天旭 陈广大 +2 位作者 王腾腾 李建霆 刘友培 《计算机测量与控制》 2017年第6期41-44,48,共5页
针对石油产品运动粘度检测中恒温水浴温度的测量与控制,提出了一种基于PT100测温和高精度控温的系统,搭建了系统的硬件电路和设计了系统软件,并进行了实验验证;该设计采用STM32F407作为主控处理器,PT100传感器测量温度,三线制调理电路... 针对石油产品运动粘度检测中恒温水浴温度的测量与控制,提出了一种基于PT100测温和高精度控温的系统,搭建了系统的硬件电路和设计了系统软件,并进行了实验验证;该设计采用STM32F407作为主控处理器,PT100传感器测量温度,三线制调理电路消除测量误差,24位A/D芯片进行A/D转换,12864液晶进行实时显示,并具有语音功能;测温部分采用查表与分段数学建模相结合的方法,能够计算得出较精确的温度值,由于在化工领域的温度控制中,被控对象具有纯滞后的特点,系统中控温部分采用PID算法和Smith预估算法相结合进行控制;实验表明,该系统温度测量精度可在0~100℃范围内达到±0.1℃,控制精度绝对误差不超过0.1℃,能够达到设计要求。结合了Smith预估的PID算法动态响应迅速,超调量小,稳定性好,明显优于普通的PID算法。 展开更多
关键词 恒温水浴 STM32F407 PT100 PID smith预估算法
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辊缝型监控AGC纯滞后补偿控制器的算法设计及应用 被引量:5
15
作者 张殿华 李旭 +1 位作者 张浩 韩继征 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期52-55,共4页
针对辊缝型监控AGC控制时的滞后特点,采用新型Smith预估策略对监控AGC系统进行纯滞后补偿。根据监控AGC各个主要控制环节的传递函数,推导纯滞后补偿控制器的理论预估模型。采用最优降阶算法对理论模型降阶,给出了基于最优降阶模型下纯... 针对辊缝型监控AGC控制时的滞后特点,采用新型Smith预估策略对监控AGC系统进行纯滞后补偿。根据监控AGC各个主要控制环节的传递函数,推导纯滞后补偿控制器的理论预估模型。采用最优降阶算法对理论模型降阶,给出了基于最优降阶模型下纯滞后补偿控制器的离散化算法及设计步骤。现场实际应用效果表明:带有最优Smith预估算法的辊缝型监控AGC具有稳定性强、动态特性好及稳态精度高的优点。 展开更多
关键词 冷连轧 监控AGC 纯滞后 smith预估器 最优降阶
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预估补偿器柔性机械臂振动时滞控制 被引量:2
16
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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一种应用PWM技术的电加热系统控制算法 被引量:6
17
作者 张秀香 夏建全 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2004年第9期25-28,共4页
针对电热管加热类负载的控制特点 ,就数学模型的建立、高精度控制算法的确定、PWM控制方法的实现等问题进行了详细的分析和论证 ,总结出一种对于一阶惯性环节加纯滞后类对象如何确定最优控制算法的分析方法。
关键词 控制算法 纯滞后 对象 PWM技术 最优控制 控制特点 负载 PWM控制 电热管 电加热系统
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基于遗传算法的变压供水控制研究 被引量:2
18
作者 李沛岩 王军栋 +1 位作者 齐维贵 张永明 《自动化技术与应用》 2010年第9期1-3,10,共4页
变压供水已越来越广泛应用于生活领域,针对供水系统非线性、大滞后、参数时变的特点,本文提出了基于遗传算法的变压供水控制的方案,并在系统中应用改进型Smith预估器。通过仿真分析表明,系统具有良好的自适应性,可以在较大程度上保证最... 变压供水已越来越广泛应用于生活领域,针对供水系统非线性、大滞后、参数时变的特点,本文提出了基于遗传算法的变压供水控制的方案,并在系统中应用改进型Smith预估器。通过仿真分析表明,系统具有良好的自适应性,可以在较大程度上保证最不利点的水压的快速调节和稳定,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 变压供水 遗传算法 smith预估器
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一种新的控制方法在主汽温控制中的应用研究 被引量:4
19
作者 秦志明 卢秀梅 +2 位作者 赵文武 夏松奇 谭磊城 《仪器仪表用户》 2005年第2期4-6,共3页
针对电厂中主汽温控制系统具有大滞后、非线性的特点,提出了一种基于Smith预估器的单神经元PSD自适应控制算法,即由Smith预估器和单神经元PSD自适应控制器组合的复合控制。仿真结果表明,这种控制方式具有较好的自适应性和鲁棒性。
关键词 主汽温控制系统 大滞后 自适应控制算法 smith预估器 单神经元 仿真结果 自适应控制器 电厂 控制方法 复合控制
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含有纯滞后对象的控制方法 被引量:4
20
作者 王宏华 樊桂林 《江苏理工大学学报(自然科学版)》 1994年第6期87-92,共6页
评述纯滞后对象控制的两种典型方法─—大林算法和纯滞后补偿法的原理、优缺点、设计要求及存在问题,并讨论了两者的联系。
关键词 自适应控制 工业过程控制 滞后对象 最佳控制
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