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北京交通大學
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無模型控制技術

2021-04-13 00:00:00
云上高博會 http://www.g2h0uzv.xyz
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所屬領域:
新一代信息技術
項目成果/簡介:

基于無模型控制技術的無模型控制器:僅需要知道受控系統的I/O數據就能設計控制器。并且具有如下特點:

不需要建立受控系統的數學模型,不需要知道受控系統的數學模型的結構及階數;

不需要針對某一個特定的對象專門單獨設計其控制系統;

不需要訓練過程;

不需要系統辨識;

控制過程不需要專家人工干預和人工整定;

有系統的穩定性理論分析保證;

控制算法的計算量與傳統的PID控制算法相當。但控制效果優于PID型的控制器效果,而且能夠控制傳統的PID不能控制的對象;

基于無模型控制理論的控制器的系列產品可以控制大時滯、大干擾的對象,并且具有自解藕的功能;

無模型控制器的參數整定非常方便,不須專家來完成。

應用范圍:

各種工業過程的控制對象,或者確切地說,凡工業上可用PID控制器(調節器)的地方均能用無模型控制器來替代。不但如此,還可以處理PID不能處理的多輸入、多輸出、多步時滯、非線性、結構、階數、參數均時變的系統控制問題。而且,控制效果、穩定性、魯棒性和參數調節的友好性要好于PID控制器。

主要應用范圍有:

化工(批量與連續的反應堆、反應爐、真空、注模、蒸汽壓力、液位);

冶金(溫度、粉碎、密度、PH等);

造紙(紙漿溫度、密度、均勻度、蒸發、壓力、PH、過程等);

食品(蒸發、干燥、壓力、粉碎、PH、過程);

釀造(發酵、溫度、壓力、PH、過程);

各種工業電加熱爐;

各種工業、民用液位控制;

各種工業過程控制;

高速路入口匝道控制。

硬件實現問題:

此種無模型控制技術的特點是即可以開發出軟件包,也可以硬件實現。基于無模型控制技術的無模型控制器可開發出一系列高新技術產品。比如:單輸入單輸出的(傻瓜控制器,兩類);偏格式傻瓜控制器(兩類);松緊格式傻瓜控制器(兩類);多輸入單輸出的;多輸入多輸出的等等;硬件實現容易,對兩個計算機控制系統和各種芯片熟悉的工程師來說,僅需要兩個月左右就可以實現試驗室的開發工作。對大批量生產,則需要更少的時間即可完成。

本產品的成本和市場情況:

本產品的成本與PID控制器相當,試驗室開發成本(不包括開發人員的工資和其它)不超過5千元。市場前景非常廣。據專家估計,我國每年需要的各種控制器(調節器)的數量約為5萬臺左右,按10%的市場占有率來計算,每臺售價2萬,則每年可創造純利潤近百萬元。而且不包括推向國際市場的的份額。另外,由于本技術自主產權,中國技術發明專利,工業越發達的國家其市場情況會更好。

國內外同類產品:

國外目前已經有同類型的產品,如美國的博遠自動化系統公司,具體的應用情況可以參見網站(www.sybosoft.com),但其從技術、實用性和低成本方面看均不如本技術。

項目階段:
產業化應用
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