无模型控制方法技术

＊＊＊ 本发明专利技术涉及一种无模型控制方法，它是由基本算法和组合算法组成，控制算法的数学公式是；基本算法和组合算法由计算机程序存贮于无模型控制器的存贮器中，组合算法中的各项算法均由计算机程序模块表示，每个算法模块皆有相对应的参数。本发明专利技术提出具有现代控制理论与经典ＰＩＤ理论优点的、不依赖于被控对象数学模型的、使系统闭环稳定、控制效果良好、算法简单的无模型控制方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Model free control method

* * * the present invention relates to a model free control method, which is composed of basic algorithms and combinatorial algorithms, mathematical formula of control algorithm is the basic algorithm; and combination algorithm by computer program stored in a model free controller memory, the algorithm combination algorithm is represented by computer program modules, each module algorithm is a parameter corresponding to the. The present invention has the modern control theory and classical PID theory advantages, does not depend on the model free control method, the mathematical model of the object, the closed-loop system is stable, good control effect, simple algorithm.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单片计算机与自动控制技术。目前工业过程控制中应用的控制器，绝大多数是40年代形成的经典的PID调节器及其变种，这种控制器的设计思想是在线性思维框架中形成的，尽管在很多场合能够保证系统的稳定性，但是常常难以保证控制精度，参数适应性差，难以对付未知强非线性和强扰动的作用。60年代以后，以被控对象的数学模型为基础的现代控制理论得到很大发展，但是由于大量实际对象给不出合适的数学模型，所以现代控制理论在许多应用的场合遇到了困难。70年代以后出现的“自校正控制”、“模糊控制”、“预测控制”以及利用“神经网络”形成的控制、“智能控制”、“专家系统”等方法，试图解决对模型依赖问题。但实质上仍没有摆脱模型框架的束缚，有时还要用到建模、系统辨识等手续，这些方法的一个重要缺欠是控制算法比较复杂，不能适应未知非线性变化，不能抑制不确定强干扰，所以其应用范围仍受到很大限制。本专利技术的目的在于提供一种不依赖于被控对象的数学模型，保证系统闭环稳定性，控制效果良好，算法简单的。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是控制算法由基本算法和组合算法组成，控制算法的数学公式是u(k)=u(k-l)+λkδ+||ψ^(k)||2ψ^(k)]]>基本算法和组合算法由计算机程序存贮于无模型控制器的存贮器中，组合算法中的各项算法均由计算机程序模块表示，每个算法模块皆有相对应的参数。所述的组合算法由一系列特殊算法组成。所述的参数值由控制方法的辨识器自定。本专利技术的优点是a、把现代控制理论与古典控制理论的设计方法结合了起来；b、用现代控制理论设计出了控制器的基本控制策略；c、本专利技术提出了控制方法组合算法中各算法的数学表达式；d、控制方法的组合部分由这些表达式和某些数字比较、判断恰当的结合所组成；e、控制方法具有三种主控制算法，四种参数整定算法，可通过现场组态，并与组合算法结合起来，达到稳定的控制现场不同工艺条件的要求；f、提出了使控制器运行稳定的技术。下面对本专利技术的最佳实施例作进一步详细说明。一种，其特征在于由基本算法和组合算法组成，控制算法的数学公式是u(k)=u(k-l)+λkδ+||ψ^(k)||2ψ^(k)]]>基本算法和组合算法由计算机程序存贮于无模型控制器的存贮器中，组合算法中的各项算法均由计算机程序模块表示，每个算法模块皆有相对应的参数。所述的组合算法包括静差克服算法、反向预调算法、控制作用转向加速算法、强制稳定算法、前馈控制算法、串级调节算法、正反作用算法。所述参数共有四个参数组，每个组中含有16个参数，每个参数定为(xy),。所述的参数值由控制算法的辩识器自定。本专利技术提出的的基本算法的基础部分是u(k)=u(k-l)+λkδ+||ψ^(k)||2ψ^(k)]]>其中y0是设定值，δ和λk是适当的参数， 是ψ(k)的估值，ψ)(K)是特征参量。本基本控制算法也被存放在程序存储器中。无模型控制器是“无需建立模型的自适应控制器”的简称。无模型控制器的另一项重要特征(专利技术)是它的控制律由两部分组成，除上述基本控制算法外，还包括控制的组合部分，它是由一系列算法所组成，其中包括静差克服算法、反向预调算法、控制作用转向加速算法、强制稳定算法、前馈控制算法、串级调节算法、正反作用算法。控制器的组合部分中的各项算法由计算机程序模块表示，每个模块皆由相应的参数表示，其中一些参数不只是表示该算法的有无，而且其数值还能表示该项算法存在的程度，具有这种特点的参数，称为无模型控制器的重要参数。参数及其意义如下为实现无模型控制器的智能特性，在它的设计中采用了智能模块组合方法，控制器中含有多种智能算法模块，对于每个模块都给予了参数编号。在控制器中，共有四个参数组，每组中含有16个参数，所以智能模块的编号方式为(X,Y)。其中X表示组中参数序号，它的值从0到F,Y表示组号，它的表示方法是“空”、“一”、“二”、“三”。参数组(X，空)表示主回路控制器的主要参数(0，空)表示控制作用的时间间隔。它的取值范围是0-99.99秒。例如本参数置成0500，它表示控制量每隔5秒动作一次(即开闭一次“阀门”)。(1，空)表示控制器的灵敏度。它事实上是对偏差y0-y(k)的放大和缩小倍数。(2，空)表示智能区间的半径，如果它取值为d，那么智能区间为(y0-d,y0+d),y0是设定值。该参数取值范围是0-99.99％。如该参数取值为0800，那么智能区就是(y0-8％,y0+8％)，这个参数值的选取要依据系统的超调量。一般的说，超调量大，这个参数的值就大，超调量小，这个参数的值就小。在实际场合，一般取0-6％。(3，空)表示输出下限。(4，空)表示输出上限。它们的取值范围都是0-99.99％，如(3，空)为3000,(4，空)为8500，那就表示“阀门的最小开度为30％，最大开度为85％”。(5，空)表示报警下限。(6，空)表示报警上限，它们的取值范围都是0-99.99％。(7，空)智能区外输出改变限制。取值范围是0-99.99％，假定该参数取值为g，那么在智能区外，如果输出u(k)满足｜Δu(k)｜=｜u(k)-u(k-1)｜＜g，就取u(k)=u(k-1)+Δu(k)，如果｜Δu(k)＞g，就根据Δu(k)的符号，取u(k)=u(k-1)+g或u(k-1)-g。(8，空)智能区内输出改变限制，取值范围0-99.99％。意义与(7，空)相同，所不同的是它在智能区内起作用。(9，空)如果用X表示非1的数，那么该参数值取为11XX其控制作用是当测量值高于给定值则输出增大，低于给定值则输出减小。取成XXXX时，其控制作用相反。而XX11表示设定值由外部信号(1-5V或4-20MA)给定。若单机使用，该参数不能置成XX11的形式，XXXX表示设定值由键盘给定，所以(9，空)称为正反作用和外给定功能参数。(A，空)反向调节强度(权数)，这个参数值大，则反向调节(即“阀门”的预先开或关)的强度大，这个参数值小，则反向调节的强度就小。(B，空)克服静差作用的强度(权数)，取值范围为0-.9999，其克服静差作用的强度与此参数成正比。(C，空)平稳作用强度(权数)，取值范围为0-99.99，平稳作用的强度与此参数成正比。(D，空)参数7、8前所带的系数，取值范围为0-99.99，例如本参数为d，而参数7为g，那么真正执行的参数7为f(d)g，其中f(.)是一个适当的函数。(E，空)、(F，空)这两个参数可以把各种显示值变换成工程实际值，其中E表示量程，F表示起始值。例如测量值是温度，其范围是200C-500C，那么E应给定3000，而F应给定2000。除“空”组外，还有(X，一)、(X，二)、(X，三)等三组参数。这三组的参数意义如下参数(X，一)表示串级调节的付回路参数，其中除(9，-)外，其余参数的意义皆与(X，空)中的参数相同。(9，一)参数的值分为两个，当11XX出现时，表示付回路的正反作用，“阀门”是“气闭式”用11X本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无模型控制方法，其特征在于：无模型控制方法由基本算法和组合算法组成，控制算法的数学公式是： ＊＊＊ 基本算法和组合算法由计算机程序存贮于无模型控制器的存贮器中，组合算法中的各项算法均由计算机程序模块表示，每个算法模块皆有相对应的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志刚，
申请(专利权)人：曹利华，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]