Data-Driven Robust Output Tracking Control for Gas Collector Pressure System of Coke Ovens
Data-Driven Robust Output Tracking Control for Gas Collector Pressure System of Coke Ovens
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数据驱动的焦炉集气压力系统鲁棒输出跟踪控制
DOI：
10.1109/tie.2016.2613509
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发表时间：
2017-05
影响因子：
7.7
通讯作者：
Gao Xianwen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Weng Yongpeng;Gao Xianwen
焦炉集气管压力系统中普遍存在着干扰、不确定性、非线性、耦合和测量干扰等因素，这些因素会影响系统的跟踪性能。本文结合滑模控制（SMC）和数据驱动控制（DDC）的优点，提出了一种实用的焦炉集气管压力稳定控制方法--数据驱动鲁棒输出跟踪控制（DROTC）。与传统的DDC方法不同，所提出的控制器是基于SMC框架，其中一种新的混合控制结构和一个新的数据驱动的滑模面的开发，以方便控制器的设计。一方面，由于滑模控制技术和扩张状态观测器的应用，系统的耦合、干扰和不确定性被抑制。另一方面，具有有界测量扰动的DROTC系统的稳定性也可以通过应用DDC律来保证。而且，一旦滑模控制系统进入滑模状态，也能保证系统的鲁棒性。最后，仿真和实验结果证实了所提出的控制方法的有效性。
Disturbances, uncertainties, nonlinearity, couplings, and measurement disturbances exist extensively in the coke oven gas collector pressure system (GCPS) and may deteriorate tracking performance. In this paper, a practical method named data-driven robust output tracking control (DROTC) combining advantages of sliding-mode contr-ol (SMC) and data-driven control (DDC) is proposed for stable pressure control of gas collectors of coke ovens. Unlike the conventional DDC approach, the proposed controller is based on SMC framework, where a novel hybrid control structure and a new data-driven sliding surface are developed to facilitate the controller design. On one hand, the couplings, disturbances, and uncertainties are suppressed owing to the application of the SMC technique and the extended state observer. On the other hand, the stability of the DROTC system with bounded measurement disturbances could also be guaranteed by applying the DDC law. Moreover, the robustness could also be ensured once the sliding mode control system enters into the sliding mode. Finally, simulation and experimental results confirm the validity of the proposed control approach.
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