生产实习材料

1、无模型控制（model free control，MFC)的理论、仿真、与工业实践实习单位：清大华亿指导老师：王建林（教授）、张进（企业）姓名：余涛主要内容一、无模型控制理论二、泛模型仿真三、无模型控制仿真四、一种改进型无模型控制器（Improved MFC on Large Time-delay System, LTDS-MFC）五、总结一、无模型控制理论泛模型的提出： 泛模型就是一个简单的输入输出的一般表达式。引入泛模型，可以避免设计控制器之前的建模过程，同时泛模型也在反馈的过程中得到校正。在理论上也可对其合理性给出严格的证明，仿真验证将在后面给出。3由泛模型得出无模型控制律的基本形式：上

2、式中 是控制参数， 是控制器的设定值，a是一个适当小的正数，确保分母不为0， 是 的估计值。控制律的核心就是得到 。 的两种求法：5方法一：带遗忘因子的最小二乘法上式中：表示遗忘因子，取值范围为0.91.0表示相应维数的单位矩阵 的两种求法：6方法二：遗传梯度算法上式中： 表示适当的常数 表示适当小的正数LTDS-MFC算法针对大滞后系统的改进型无模型控制器：上式中：MFC程序设计流程图三、泛模型仿真一非线性系统一上式中 效果图非线性系统二上式中泛模型仿真二效果图四、MFC的仿真 4.1、关于线性与非线性对象的仿真 4.2、关于滞后时间不确定对象的仿真 4.3、关于参数不确定对象的仿真稳定线性

3、系统：上式中（4.1.1）线性对象的仿真核心代码部分效果图非线性系统上式中4.1.2非线性对象的仿真效果图仿真模型上式中4.2滞后时间不确定对象的仿真时间滞后为1时时间滞后为10时时间滞后为30时仿真模型上式中4.3参数不确定对象的仿真MFC参数调节经验总结 对控制效果的影响很剧烈，一般情况下越大，控制效果越明显，相应的时间就越快，但当过大时，往往会使得系统的超调变大，最终无法控制，相当于PID控制器中的比列参数； 与 的作用效果相反，很多论文给出其取值为0.001之类很小的数，确保分母不为零，但是实际的调节过程中发现其也可能去较大的值。其调节作用相当于PID控制器的积分时间； 初值的选取，在

4、诸多论文中都没有对其进行讨论，但是实际的仿真却发现，它的选取对最终控制器的控制效果起到关键性的作用，在调节过程中可以从1000取值开始，成10的倍数的递增或递减的调节。五、LIDS-MFC仿真 主要针对工业上常见的一阶与二阶两个大滞后对象，分别使用MFC、LTDS-MFC、Smith控制器、PID 控制，给出具体仿真效果图。一阶大滞后对象上式中Smith控制器与LTDS-MFC仿真核心代码效果图模型不精确时Smith控制效果二阶大滞后对象上式中Smith控制器与LTDS-MFC仿真MFC与LTDS-MFC仿真效果PID与模型精确时的Smith控制效果模型不精确时的Smith与LTDS-MFC控制效果六、总结一、比较了MFC核心参数 的两种预测方法。带遗忘因子算法优于递推梯度算法；二、 初值的选取对控制效果的影响很大。一定不能设置为0，一般可以设置为1000，然后可以10倍的递增或递减的开始调节。三、MFC的控制