48、控制系统与混凝土裂缝检测技术研究

控制系统与混凝土裂缝检测技术研究

1. 控制系统研究

在控制系统领域，针对多变量系统的控制问题，研究人员设计了不同的控制器并进行了仿真分析。

1.1 控制器相关公式

规定误差 $\psi_i$ 的计算公式为：
$\psi_i = y_t(k + i) - a_i \hat{y}(k) - \hat{e}_d(k + i)$

其中，$\psi_i$ 是规定误差。而激进性参数 $\theta_A$ 与预测时域 $P$ 的关系由以下公式给出：
$P = \frac{1 - \tau}{t_s} \ln(1 - \theta_A)$

这里，$t_s$ 是采样时间。

1.2 仿真实验

研究人员开发了 SIMULINK 模型，用于在最小和非最小运行条件下对四水箱系统进行多回路控制，涉及 PID 和 RTDA 控制器。通过仿真分析和比较各种情况下的响应，发现非最小相位系统比最小相位系统更难控制，并且解耦器能够完全消除控制回路之间的相互作用。

IMC - PI 结构以隐式方式使用过程模型，即根据过程的传递函数模型调整 PI 调谐参数。通过 IMC - PI 控制器和 RTDA 控制器，获得了四水箱系统在最小相位和非最小相位下的伺服和调节响应。为了比较控制器的性能，考虑了各种性能指标，如上升时间、峰值超调、稳定时间和平方误差积分（ISE）。

以 IMC 调谐的 PI 控制器在最小相位运行条件下的伺服和调节响应为例，回路之间的相互作用被完全消除，实现了良好的伺服响应，并且能够拒绝施加负载变化时的干扰。在非最小相位条件下也观察到了类似的效果，但最初会出现逆