工业串联非线性系统无模型自适应控制.pdf

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1、2011年第4期工业仪表与自动化装置·81·工业串联非线性系统无模型自适应控制胡元胜，张广林，刘超，张永亮(1．辽宁石油化工大学信息与控制工程学院，辽宁抚顺113001；2．中国石油天然气集团公司东方地球物理公司新兴物探开发处，河北涿州072750)摘要：针对实际工业生产过程中存在的大量串联非线性系统，提出了一种基于紧格式线性化的串联非线性系统无模型自适应控制算法。该算法无需建立被控对象数学模型，仅用输入输出数据来设计控制器，有效避免了非建模动态问题。仿真结果表明该算法具有较强的跟踪性能和鲁棒性。关键词：串联非线性系统；无模型自适应控制；泛模型；紧格式线性化中图分类号

2、：TP273．2文献标志码：A文章编号：1000—0682(2011)04—0081—03Mode1．．freeadaptivecontrolforcascadeindustrialnonlinearsystemHUYuansheng，ZHANGGuanglin，LIUChao，ZHANGYongliang(1．SchoolofInformationandControlEngineering，LiaoningShihuaUniversity，LiaoningFushun113001，China；2．BureauofGeophysicalProspecting，Chin

3、aNationalPetroleumCorporation，HebeiZhuozhou072750，China)Abstract：Amodel——freeadaptivecontrolalgorithmforcascadeindustrialnonlinearsystemispro—-posed．ThecontrollerisdesignedonlybyusingI／0dataofthecontrolledsystem，andthemodelofthecontrolledsystemisnotnecessary．Theimpactoftheunmodelleddyna

4、micsoftheprocessmodelisnotex—ist．Simulationresultshowsthattheproposedmethodisaneffectivealgorithmwithexcellenttrackinga—bilityandstrongrobustness．Keywords：cascadenonlinearsystem；model—freeadaptivecontrol；generalmodel；linearizationoftightformat线性系统提出了不依赖受控系统数学模型的无模型0引言自适应控制方法。文献[3—4]将无模型

5、控制方法石油化工工业中，为了提高经济效益，现代生产与PID控制律相结合，提出了MFA—PID串级控制装置常常需要有较大的规模和对产品进行深加工的方法，提高了算法的跟踪性能和抗干扰能力。文献能力，这样，单台反应器已无法满足生产要求，因此，[5—8]对无模型控制律的抗干扰能力和收敛性进工业上常将相同或不同型式和大小的单个反应器串行了分析，给出了控制律收敛的必要条件和影响收联起来使用。例如，年产30万吨乙烯的生产装置可敛速度的因素。以由10台管式裂解炉串联操作；釜式高压法生产低该文针对实际工业生产过程中存在的大量串联密度聚乙烯由单釜改为双釜串联操作，可以有效提非线性系统，提

6、出了一种基于紧格式线性化的串联高转化率等。非线性系统无模型自适应控制算法(CNSMFAC)。对于多个反应器串联的系统，由于过程的各个该算法无需被控系统数学模型，仅用输入输出数据环节可能存在大的时滞，传统PID控制方法已经无来设计控制器，有效避免了非建模动态问题，提高了法满足控制要求，而采用先进控制算法又面临建立控制器的性能。通过对一个典型的串联非线性系统受控系统数学模型的难题。上世纪90年代初，提出的仿真实验，证明了该算法具有较强的跟踪性能和的无模型自适应控制方法，由于无需建立受控系统鲁棒性。模型，仅根据输人输出数据来设计控制器，因而受到1串联非线性系统泛模型及其紧格

7、式线国内外学者的关注。文献[1—2]针对离散时间非性化收稿日期：201l一03—161．1串联非线性系统泛模型作者简介：胡元胜(1983)，男，硕士研究生，研究方向为预测控考虑如图1所示的由n个环节组成的工业串联制，智能控制，工业优化。系统。·82·工业仪表与自动化装置2011年第4期匝．．Ay(k+1)=2(k)Ay1(k)(3)，+取目标函数为：，-1J(：(k))=[Y(k)一Y(k)]+图1工业串联系统框图[(k)一：(k一1)](4)设(‘)=Yi将式(3)带入式(4)得：J(2(k))=[Y(k)一Y(k一1)一(k一1)×其中：=1，2