模糊内模控制在电阻加热炉系统中仿真研究.pdf

维普资讯 过程控制 石 油 化 工 自 动 化，2008，3：38 AUT0M AT10N IN PETR0一CHEM ICAL INDUSTRY 模糊 内模控制在电阻加热炉 系统中的仿真研究 李大字 ，孙志成 (北京化工大学 信息科学与技术学院 北京 100029) 摘要 ：在电阻加热炉系统中，由于大滞后的存在，适宜采用内模控制的设计方法。但是这种方法对模型的依赖性很大。 提出了一种模糊 内模控制方法 ，对具有一阶滞后 的系统通过模糊推理在线优化 内模控制器的滤波器参数 ，达到了理想的控制 效果 。尤其是在控制过程 中模型变化或模型与预估模型失配时，通过优化调整 内模控制 的滤波器参数 ，可改善系统 的控制 品质 。 关键 词：模糊控制；内模控制；一阶纯滞后系统 中图分类号：TP273 文献标识码 ：B 文章编号：1007—7324(2008)03—0038—04 StudyonFuzzy InternalM odelControlinFirst-orderPlusTimeDelaySystem LiDazi，SunZhicheng (CollegeofInformationScienceandTechnology，BeijingUniversity ofChemica1Technology，Beijing，100029，China) Abstract：Aiming atthatthe system ofresistance—heaterwith time—delay，an internalmodelcontrol (IMC)methodbasedon thefilterparameterself-adjusting isproposed．Theproposedfuzzyinternal modelcontrolmethodhasaperfectcontrolperformancetoprocessoffirst—orderplustimedelayviathe filterparameterregulatedbyfuzzytheory，especiallyforprocessundermode1mismatchconditions．The proposedmethodalsocanfitengineeringapplication． Keywords：fuzzycontrol；internalmodelcontrol；first—orderplustimedelay system 1 弓l 言 系统对于阶跃输入及阶跃干扰均不存在输 出静差 。 在 电阻加热炉温度控制系统中，被控对象通常 可以用一阶纯滞后环节来近似 。而对于被控对象 存在大滞后大惯性的环节 ，采用 内模控制 (IMC)， 效果明显。IMC是一种实用性很强 的控制方法 ， 其主要特点是结构简单 ，设计直观简便 ，在线调节 参数少 ，且调整方针明确 ，调整容易，特别是对于鲁 图 l 内模控制 的一般 结构 棒及抗干扰性 的改善和大时滞系统的控制，效果尤 注：r，“，，多——给定输入、控制量、对象输 为显著口]。但是该方法对模型的依赖性较强 。由 出和模型输出；——外界干扰 于滤波器参数 的大小直接影响控制效果 ，因此本文 根据内模控制设计原理将模型GM(s)分解成两 通过模糊控制在线调节滤波器参数 ，以达到较好的 部分：