一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法与流程

专利2026-02-08  0


本发明涉及控制领域,具体涉及一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法。


背景技术:

1、目前,针对工业复杂大滞后控制系统的控制算法,大都采用pid控制算法,或者基于精确模型的智能控制策略,但是由于被控对象的大滞后、非线性、多变量耦合等特点,控制品质往往无法满足要求。同时,很多控制系统的设定值是随系统要求实时变化的,为保证大滞后控制对象的随动性能,被控设备往往需要大幅度往复动作,导致整个系统的参数随之波动,为设备的安全性能带来隐患,因此,通过合理的控制策略,减少随动大滞后系统的设备及参数波动,已经成为一个迫在眉睫的问题。


技术实现思路

1、本发明提供了一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,降低大滞后随动系统的设备及参数波动幅度,提升其控制品质。

2、本发明的技术方案:

3、一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,包括以下步骤:

4、步骤1:根据被控系统特性试验,确定系统外扰补偿参数a1和机组内扰补偿参数a2;

5、步骤2:将系统外扰补偿参数a1和机组内扰补偿参数a2送至积分器,积分器包括积分器1和积分器2;

6、步骤3:积分器1输出x1和经限幅后输出a3至控制器,为控制器提供前馈控制y1;

7、步骤4:积分器2输出x2经限幅后输出a4,经多阶惯性及纯迟延环节后输出a5;

8、步骤5:x2经折线函数f(x2)送至设定值,动态修正系统设定值;

9、步骤6:当系统处于不同方式时,对参数x1、x2、a1、a2、a3和a5进行切换。

10、优选的,步骤1中a1=k1k

11、

12、式中:k1为外扰补偿系数,k为多变量系统中其它输入变量的变化速率,k2为内扰补偿系数,s为设定值,t为时间。

13、优选的,步骤3中步骤4中

14、式中:h1=max(f1(x1),f2(k))

15、l1=min(f3(x1),f4(k))

16、上式中f1(x1)为a3、a4的上限函数发生器,是x1的折线函数;f2(k)为a3、a4的上限函数发生器,是多变量系统中其它输入变量k的变化速率的折线函数,f1(x1)、f2(k)经大选模块后生成a3、a4上限值;f3(x1)为a3、a4的下限函数发生器,是x1的折线函数;f4(k)为a3、a4的下限函数发生器,是多变量系统中其它输入变量k的变化速率的折线函数;f3(x1)、f4(k)经小选模块后生成a3、a4下限值;

17、步骤4中

18、式中k、t、τ为系统特性常数,根据特性试验获取;s为拉普拉斯算子,n为系统的阶数。

19、优选的,步骤4积分器2输出x2计算公式如下:

20、x1=∫(a1+a2-a3)

21、x2=∫(a1+a2-a5);

22、系统输出y1为前馈控制作用量,y1=a3;系统输出y2为设定值补偿值,其为x2的折线函数f(x2)。

23、优选的,对参数x1进行切换的公式如下:

24、

25、优选的,对参数x2进行切换的公式如下:

26、

27、优选的,对参数a1进行切换的公式如下:

28、

29、优选的,对参数a2进行切换的公式如下:

30、

31、优选的,对参数a3进行切换的公式如下:

32、

33、优选的,对参数a5进行切换的公式如下:

34、

35、本发明的有益效果:

36、本发明一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,适用复杂大滞后控制系统。针对复杂大滞后控制系统的特点,采用基于控制对象特点的补偿算法,有效降低被控设备的波动幅度,提升控制系统的控制品质,保障被控对象在快速随动过程中的安全性能。



技术特征:

1.一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,步骤1中a1=k1k

3.根据权利要求2所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,步骤3中

4.根据权利要求3所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,步骤4积分器2输出x2计算公式如下:

5.根据权利要求4所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,对参数x1进行切换的公式如下:

6.根据权利要求4所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,对参数x2进行切换的公式如下:

7.根据权利要求4所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,对参数a1进行切换的公式如下:

8.根据权利要求4所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,对参数a2进行切换的公式如下:

9.根据权利要求4所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,对参数a3进行切换的公式如下:

10.根据权利要求4所述的一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,其特征在于,对参数a5进行切换的公式如下:


技术总结
本发明涉及一种适用于大滞后对象的控制补偿计算方法,包括以下步骤:步骤1:根据被控系统特性试验,确定系统外扰补偿参数A<subgt;1</subgt;和机组内扰补偿参数A<subgt;2</subgt;;步骤2:将系统外扰补偿参数A<subgt;1</subgt;和机组内扰补偿参数A<subgt;2</subgt;送至积分器,积分器包括积分器1和积分器2;步骤3:积分器1输出x<subgt;1</subgt;和经限幅后输出A<subgt;3</subgt;至控制器,为控制器提供前馈控制y<subgt;1</subgt;;步骤4:积分器2输出x<subgt;2</subgt;经限幅后输出A<subgt;4</subgt;,经多阶惯性及纯迟延环节后输出A<subgt;5</subgt;;步骤5:x<subgt;2</subgt;经折线函数f(x<subgt;2</subgt;)送至设定值,动态修正系统设定值;步骤6:当系统处于不同方式时,对参数x<subgt;1</subgt;、x<subgt;2</subgt;、A<subgt;1</subgt;、A<subgt;2</subgt;、A<subgt;3</subgt;和A<subgt;5</subgt;进行切换。本发明降低大滞后随动系统的设备及参数波动幅度,提升其控制品质。

技术研发人员:孙秋红
受保护的技术使用者:石家庄必通必核机电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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