Fundamental Study on Adaptive Control Theory for Distributed Parameter System and its Application to Tempareture Control

分布式参数系统自适应控制理论基础研究及其在温度控制中的应用

• 批准号: 01550337
• 负责人: OMATU Sigeru
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550337/
• 关键词: Adaptive control; Distributed parameter system; Temperature control; PID control; Generalized predictive control; Self-tuning control; Heating furnace; 感度解析

This Study is concerned with fundamental research for adaptive digital Control of a distributed Parameter system which is usefulfor description of temperature distribution in industrial Furnace or steel mill. first, we have proposed an parameter identification for distributed parameter systems by using regularization method and spline approximation method. Then the identification method has been applied to air pollution distribution in the vicinity of Tokushima City in Japan. after getting the estimated parameters of distributed systems, we have discretized the distributed parameter system into discrete-time system. For the discrete-time distributed parameter system we have constructed various kinds of adaptive control systems. Among them, we have applied the self-tuning control algorithm to control the temperature of heating furnace. The control results have been excellent compared with those by conventional PID controller. Furthermore, we have applied generalized predictive control algorithm to the same problem and obtained stable and robust control results. Therefore, the present study has shown that the adaptive digital control methods are powerful to control the distributed parameter systems as well as lumped parameter systems.

本研究是关于分布参数系统的自适应数字控制的基础性研究，该系统可用于描述工业炉或钢厂的温度分布。首先，利用正则化方法和样条逼近方法，提出了一种分布参数系统的参数辨识方法。并将该识别方法应用于日本德岛市附近的大气污染分布。在得到分布参数系统的参数估计后，将分布参数系统离散化为离散时间系统。对于离散时间分布参数系统，我们构造了各种自适应控制系统。其中，我们将自校正控制算法应用于加热炉温度的控制。与常规PID控制器相比，控制效果良好。此外，我们还将广义预测控制算法应用于同样的问题，并获得了稳定和鲁棒的控制结果。因此，本研究表明，自适应数字控制方法是强大的控制分布参数系统以及集总参数系统。

项目成果

遠藤 マツエ,大松 繁: "システムダイナミクス法による老齢学のための人口予測モデル" 老年社会科学. 12. 55-70 (1991)

Matsue Endo、Shigeru Omatsu：“使用系统动力学方法的老年学人口预测模型”《老年社会科学》12. 55-70 (1991)。

Minoru Fukumi,Sigeru Omatu: "A New Back-Propagation Algorithm with Coupled Neuron" IEEE Trans.on Neural Networks. 2. 535-538 (1991)

Minoru Fukumi、Sigeru Omatu：“一种新的耦合神经元反向传播算法”IEEE Trans.on 神经网络。

Sigeru Omatu and Kenji Matumoto: "Distributed Parameter Identification by Regularization" International Journal of Systems Science. 22, No. 10. 2001-2012 (1991)

Sigeru Omatu 和 Kenji Matumoto：“通过正则化进行分布式参数识别”国际系统科学杂志。

細川 直史,大松 繁: "適応ディジタルフィルタを用いた画像修復と信号抽出" 電子情報通信学会論文誌A分冊. 6. 932-938 (1990)

Naofumi Hosokawa、Shigeru Omatsu：“使用自适应数字滤波器进行图像恢复和信号提取”IEICE Transactions Volume A. 6. 932-938 (1990)

山本 透,石原 弘,大松 繁: "一般化最小分散制御系に基づいたPID制御系の設計" システム制御情報学会論文誌. 7. 205-211 (1990)

Toru Yamamoto、Hiroshi Ishihara、Shigeru Omatsu：“基于广义最小方差控制系统的 PID 控制系统的设计”，系统、控制和信息工程师学会汇刊 7. 205-211 (1990)。