约束非线性系统的滑模预测控制方法

将预测控制和滑模控制结构起来,提出一种新的非线性模型预测控制方法,通过对系统状态预测得到切换函数预测值,求解约束开环优化求得预测控制律,并将当前时刻的控制作用于对象,下一时刻重复此过程,该方法具有预测控制在线处理约束及滑模控制滑动模态对干扰的不变性的优点,分析了零终端滑模约束模型预测控制的稳定性。     

小波分析及其在控制中的应用

对小波分析的主要研究方向和特点进行综述,并阐述了小波分析在模型辨识、有约束问题的求解等控制领域中的应用,特别论述了小波神经网络的结构、学习算法及其优良的逼近性能,最后介绍了目前已有的基于小波分析的自适应控制方案,并对未来的研究做了探讨。     

一阶线性定常分布参数系统的小波预测控制

研究了离散时间分布参数系统的预测控制问题，对一阶线性分布参数系统用正交小波基进行了逼近，将Haar正交小波应用于一阶线性定常系统的预测控制研究。应用小波分析，在DPS预测控制方面找到了一条新途径。仿真实例说明了所提出的算法的有效性。     

一种基于H∞理论的鲁棒预测控制方法

融合H∞控制的鲁棒概念和预测控制的滚动优化原理,提出了一种全新的约束动态对 策预测控制方法.对有状态和控制约束的不确定线性系统,证明了闭环系统的鲁棒稳定性并给 出了鲁棒性条件.该方法同时具有H∞控制和预测控制的优点:鲁棒性和显式处理约束的能力.     

基于Shannon小波的报幕机器人轨迹控制

针对报幕机器人提出了基于小波采样理论的轨迹控制方法.首先,建立了轮式报幕机器人运动学模型,并给出了运动学约束.然后,基于Shannon小波采样理论,构建了小波抽样函数.并根据机器人报幕时的行走轨迹,给出了二次样条曲线轨迹控制方法.通过实验证明该方法简单、可靠,成功实现了轨迹控制.     

基于遗传算法的结晶器液位约束广义预测控制

针对实际连铸过程中结晶器液位控制须满足多种约束的问题,将一种基于遗传算法的有约束广义预测控制方法（ＧＣＧＰＣ）应用于结晶器液位控制．首先基于机理模型构造了有约束结晶器液位广义预测控制器;然后以遗传算法处理带约束的非线性优化问题,并以此作为滚动优化策略,求得最优控制律．仿真结果表明,在有效处理了约束的基础上,基于遗传算法的有约束广义预测控制效果优于ＰＩＤ 控制以及无约束广义预测控制．     

六自由度机械臂约束预测控制系统的设计

本文提出了一种基于约束预测控制的机械臂实时运动控制方法.该控制方法分为两层,分别设计了约束预测控制器和跟踪控制器.其中,约束预测控制器在考虑系统物理约束的条件下,在线为跟踪控制器生成参考轨迹;跟踪控制器采用最优反馈控制律,使机械臂沿参考轨迹运动.为了简化控制器的设计和在线求解,本文采用输入输出线性化的方式简化机械臂动力学模型.同时,为了克服扰动,在约束预测控制器中引入前馈策略,提出了带前馈一反馈控制结构的预测控制设计.因此,本文设计的控制器可以使机械臂在满足物理约束的条件下快速稳定地跟踪到目标位置.通过在PUMA560机理模型上进行仿真实验,验证了预测控制算法的可行性和有效性.     

基于小波支持向量机的木材干燥控制技术研究

针对木材干燥系统强耦合非线性的特性,提出了一种基于小波最小二乘支持向量机的预测控制方法.讨论了利用小波支持向量机对木材干燥系统进行系统识别的方法,并将辨识模型应用于预测控制算法,实现了木材干燥的自适应控制.仿真结果表明,基于小波支持向量机的预测控制技术具有较好的鲁棒性,对木材干燥系统有很好的实用性.     

基于区间控制的约束预测控制及约束影响

在实际被控过程中往往存在着很多约束条件,这使得预测控制的在线优化问题表现为非线性,难以获得控制律的具体表达式,为约束预测控制的分析造成困难基于Newton控制框架,针对线性系统离散状态空间的动态模型,考虑具有输入、输出区间约束条件下,基于区间控制思想的预测控制律的解析表达式,分别得到无约束和有约束情况下状态反馈控制律的...     

基于WNN的两种优化结果在预测控制中的应用*

从优化小波神经网络的角度出发,对两种优化模型从理论上进行建模与推导;根椐预测控制的特点,提出离散小波神经网络模型GA分层优化方法及广义小波神经网络模型优化方法与预测控制相结合的新的应用途径.仿真结果证明了该方法的有效性和可行性,能使实际工程中的预测控制结果得到优化.     

混合多约束处理技术的并行约束差分进化算法

针对约束差分进化算法中单一约束处理技术无法适合所有优化问题的情况,提出了一种混合多种约束处理技术的并行约束差分进化算法。该算法将种群分成多个子种群,各子种群采用不同的约束处理技术并行地独立进化,在适应值评价时进行种群间的通信交流。通过混合4种约束处理技术,使得算法对于所有测试函数都能成功地寻找到最优解,而且运算时间是串行算法的1/4。实验结果表明:与相应的串行算法及采用单一约束处理技术的算法比较,所提算法具有更高的求解精度、更少的计算时间和更快的收敛速度。     

基于Popov定理的输入非线性广义预测控制系统的稳定性分析

对存在输入饱和约束和输入可逆静态非线性的系统,采用两步法广义预测控制策略. 首先用线性广义预测控制策略得到中间变量,代表期望的控制作用,然后用解方程方法补偿可逆 静态非线性并用解饱和方法满足饱和约束,得到实际的控制作用.两步法计算简单,特别适用于 快速控制的场合.将该控制系统闭环结构转化为静态非线性增益反馈结构,利用Popov定理分 析了该系统的闭环稳定性,得到了稳定的充分条件,并具体给出了有效的控制器参数确定算法使 得稳定性结论具备实用的价值.给出了算例验证了稳定条件.     

非线性分离法广义预测控制稳态特性分析

对具有输入饱和约束和Harnmerstein非线性的系统,采用“非线性分离法广义预测控制(GPC)”策略,即采用线性GPC时先不考虑Hammerstein非线性,然后采用解非线性代数方程的方法处理该非线性。根据处理饱和约束和解方程的不同顺序,可得到两种“两步法GPC”和一种“非线性移去法GPC”,分析了这些方法的稳态特性,并通过仿真进行了验证。     

Improving computational efficiency of model predictive control algorithm using wavelet transformation

We propose an MPC algorithm with desirable stability and constraint-handling properties, yet which retains computational simplicity. The closed-loop stability and constraint-handling are achieved by formulating an infinite-horizon objective and then solving an equivalent finite-horizon problem. On-line computational requirements for multi-time-scale systems, are reduced substantially by techniques called ‘blocking’ and ‘condensation’. We show that the blocking and condensation techniques are conveniently applied after expressing the MPC objective and constraint equations in terms of wavelet bases.     

改进的小波域耦合偏微分方程图像去噪模型

针对全变分及四阶偏微分方程图像去噪模型的不足,利用小波变换能够聚焦到图像细微变化的优势,提出一种基于小波域的偏微分方程图像去噪算法。并通过对小波的阈值和阈值函数做适当的改进以及利用加权函数将全变分和四阶偏微分方程去噪模型相结合的方法,得到一种改进的小波域耦合偏微分方程图像去噪模型。MATLAB仿真结果表明,该模型和小波软阈值去噪、全变分模型以及四阶偏微分方程图像去噪模型相比,峰值信噪比有明显的提高,而且能够在很好地保留图像的边缘和细节信息的同时提高处理噪声的效率。     

Generalized predictive control for non-uniformly sampled systems

In this paper, we study digital control systems with non-uniform updating and sampling patterns, which include multirate sampled-data systems as special cases. We derive lifted models in the state-space domain. The main obstacle for generalized predictive control (GPC) design using the lifted models is the so-called causality constraint. Taking into account this design constraint, we propose a new GPC algorithm, which results in optimal causal control laws for the non-uniformly sampled systems. The solution applies immediately to multirate sampled-data systems where rates are integer multiples of some base period.     

基于提升的自适应图像消噪

信号经过小波分解后采用软阈值处理具有良好的降噪效果，提升结构是小波技术的新发展。从提升小波出发，通过引入正交性等约束条件得到了具有良好子带分解特性的一族小波；将这些小波应用到软阈值降噪处理中去，依据信号特性自适应的选择滤波器参数，可以明显地提高PSNR．     

广义预测控制在火电厂单元机组协调控制中的应用研究

设计有效的火电厂单元机组机炉协调控制系统是提高热工自动化水平的关键问题。本文采用了广义预测控制算法，它具有算法简单，在线计算量小，鲁棒性强等特点。将其应用于火电厂单元机组的协调控制系统进行仿真研究，对被控对象的不确定性具有良好的适应性和鲁棒性。仿真结果表明该算法是有效的。     

地暖系统的量子遗传约束广义预测控制

针对地板辐射采暖系统具有大惯性、参数不确定和外部随机干扰等特点,提出了一种基于量子遗传算法(QGA)的约束广义预测控制(GPC)方法。该方法将GPC的控制增量作为量子染色体的基因,通过量子旋转门扩展种群多样性,并滚动优化GPC的控制增量Δu(k)。试验表明,与常规广义预测控制相比,该控制方法具有良好的控制效果和更强的鲁棒性。     

基于紧框架的二阶总广义变分图像修复模型

针对传统总广义变分（TGV）小波修复模型采用单一小波基变换,仅对纹理细节信息较少且结构简单的图像有很好修复能力的缺点,提出一种紧框架域下的总广义变分正则化修复模型。不同于经典小波变换,紧框架系统具有冗余、时移不变和线性相位等图像处理过程中较为重要的特性。新模型通过引入多层紧框架分解系数的低阶与高阶导数项建立正则化项,获取图像不同尺度多方向上的特征信息来对图像进行约束。模型的数值实现采用分裂技术与原始-对偶方法相结合的优化算法（PDSBA）,交替迭代求解两个易于处理的子问题,提高了图像修复过程的处理效率。相比于传统模型,所提模型不仅具有保边性能,而且对含有较多细节或纹理信息的图像也有较好的修复效果。实验结果显示,三个修复性能指标：峰值信噪比（PSNR）、平均绝对误差（MAE）和结构相似测度（SSIM）均获得显著提升。