基于NS2的改进队列管理算法及其实现

主动队列管理是网络拥塞控制的重要控制机制,其好坏关系到整体网络性能的优劣。传统的PID控制器结构简单,性能良好,但在过程中参数固定。由于神经元的固有优点,它能够有效克服PID控制器参数难以整定和面对非线性系统难以处理等缺陷。设计了单神经元自适应PID控制器。从2个方面进行了分析和验证:针对TCP拥塞避免的动力学模型,以控制理论为指导,在Matlab软件环境下,对传统的增量式PID算法和改进的单神经元自适应算法进行分析和仿真,利用队列长度和数据报丢失概率2个参数的性能优劣进行比较;脱离理论数学模型,采用NS软件中节点、链路和FTP业务源等网络元素搭建试验平台,将PI、PID和改进算法应用其中,通过观测队列长度变化和数据源链接数的改变,考察系统的稳定性和自适应性。仿真和实验充分说明改进的单神经元自适应PID控制器具有更好的稳定性、鲁棒性和自适应性。     

TCP网络的自适应神经滑模控制

针对TCP网络的拥塞控制问题,考虑了TCP负载和往返时延具有较大的突发性和时变性的情况,结合滑模控制与RBF神经网络提出了一种主动队列管理算法。考虑到网络系统参数是未知时变的,采用RBF神经网络逼近网络系统参数,从而使得主动队列管理算法易于实现。依据李雅普诺夫稳定性理论设计了RBF神经网络权值的自适应律,使得网络系统参数得到了较好的估计。采用RBF神经网络的输出作为滑模控制器的参数设计了一种主动队列管理算法,使得网络系统是渐近稳定的。仿真结果表明所提出的算法与比例积分控制器和传统的滑模控制器相比具有较快的响应和稳定的队列长度,在网络参数变化时仍能获得较好的鲁棒性。     

基于模糊单神经元PI的微电网频率自适应控制

在采用下垂控制策略的传统微电网中存在母线频率随负载增大而下降的问题,为确保母线频率不偏移标准频率,需要采取频率恢复控制策略。目前实现频率恢复的常用方法是基于比例-积分(PI)的控制策略。由于微电网网络结构和系统参数存在变化,PI控制可能无法满足频率控制快速响应、恢复的需求。为解决该问题,文中提出在第二层控制微电网中央控制器中使用单神经元自适应PI控制算法作为频率恢复算法,实现频率无差控制。为进一步增强系统的鲁棒性、加快频率的恢复,使用模糊控制器对单神经元PI控制器的神经元比例系数进行在线优化,并通过仿真与固定神经元比例系数的单神经元自适应PI控制进行对比,证明了所提改进控制策略可改善频率恢复控制的暂态性能,加快微电网的频率恢复。     

惯性负载下无刷直流电动机位置伺服控制方法的研究

文章提出了一种在惯性负载条件下，无刷直流电动机位置伺服系统的控制方法。在以单神经元自适应PI控制器做速度环控制器的基础上，比较了以传统的PI控制器和单神经元自适应PI控制器分别作为位置控制器时的仿真结果，提出了将传统的PI控制器与单神经元自适应PI控制器相结合的新型位置控制方法。     

网络TCP/RED算法稳定性研究

主动队列管理算法(AQM)是IETF推荐的基于路由器拥塞控制的关键技术,它和TCP拥塞控制相结合,是解决目前Internet拥塞控制问题的一个主要途径。主动队列管理算法中,随机早期检测(RED)提供网络拥塞避免和拥塞控制机制。RED拥塞控制机制的基本思想是通过计算平均队列长度估计值来计算包标记概率,实现早期拥塞通知。本文针对在TCP/RED系统中,对由于平均队列长度变化而出现的稳定性问题进行了分析研究,在具体条件下通过对4个参数的设置来分析系统的稳定性。使用NS2仿真软件对RED算法进行一系列的仿真实验。实验结果表明,在不同网络负载的情况下,平均队列长度和包标记概率变化很大。最后,针对RED自身稳定性问题提出改进方案。     

基于改进的单神经元三相并网逆变器控制策略研究

为改善LCL型三相并网逆变器控制器无法根据外界条件校正参数的缺点,提出了一种基于改进的单神经元三相并网逆变器控制策略。该控制策略基于并网电流、电容电流反馈的双电流环控制策略,将并网电流外环用单神经元PI自适应控制器代替,根据有监督的Hebb学习规则对自身权值系数进行更新,利用辨识器校正PI参数,实现系统动态调节K_P、K_I值,仿真结果表明,该控制策略增强了系统鲁棒性、稳定性。     

基于单神经元的参数自学习模糨控制器的研究

为进一步改善永磁交流伺服系统的动静态性能，本文设计了一种基于单神经元的参数自学习模糊控制器，它在控制规则数与二维控制器相当的基础上，可实现三维模糊控制的效果。引入的单神经元采用改进的BP算法来实现比例因子的在线自学习。控制器具有结构及算法简单、易于解析实现的特点。为验证其有效性，本文通过仿真试验，将其与采用常规的PI调节器的控制系统进行比较，结果表明，这种模糊控制器具有较好的控制效果。     

神经网络算法的改进及其在有源电力滤波器中的应用

针对有源电力滤波器的电流跟踪控制问题,设计了一种基于改进梯度算法的BP神经网络自适应PI控制器。该控制器将神经网络技术与PI参数设计相结合,与传统的PI控制器相比,该控制器具有结构简单、易于在线调整等优点。同时,为了克服采用神经网络算法修正权值系数时,会存在局部极小、收敛速度慢的问题,对BP神经网络采用的梯度算法进行改进。利用代数法代替梯度下降法,从而解决了易出现局部极小问题,且使收敛速度更快。仿真实验表明,改进后的神经网络自适应PI控制器较传统的PI控制器有更快的响应速度和更高的补偿精度,从而使系统更稳定,而且电网电流的谐波畸变率更低。     

随机早期检测算法的研究与改进

主动队列管理（active queue management,AOM）算法和TCP拥塞控制相结合,是解决目前Internet拥塞控制问题的一个主要途径。主动队列管理算法中,随机早期检测（Random Early Detection,RED）算法是最常用的一种方法。本文利用NS2仿真软件模拟网络环境对RED算法进行仿真,通过吞吐量、时延、抖动等指标来分析其性能,并且针对RED算法的不足提出了改进措施。     

单神经元PID控制器在过热汽温控制中的应用

将具有自学习功能的单神经元模型与常规的PID控制算法相结合，设计了单神经元PID控制器，并应用于超临界机组过热汽温控制系统。仿真结果表明，采用单神经元PID控制器的汽温控制系统，能够适应被控对象在较大范围内的变化，具有较强的自适应能力和鲁棒性，其控制品质优于常规的PID控制器。此外根据仿真结果，对单神经元的学习算法进行了改进，使其控制品质得以提高。     

Analytical design of PI controller for AQM with robustness adjustability

Based on a linearized TCP/AQMmodel, a new proportional integral (PI) controller design approach is proposed. This analytical approach applies H _∞ optimization and internal model control (IMC) theory to design active queue management (AQM) routers that support transmission control protocol (TCP) flows. The most important feature of the proposed scheme lies in that it can be explicitly tuned with a single parameter for the trade-off between performance and stability of the AQM control system. It is thus flexible and easy to use in design. The proposed method and the designed PI controller are verified and compared with other existing AQM schemes using ns-2 simulator. The results show the advantages of the new PI controller design approach for AQM routers supporting TCP flows. __________ Translated from Journal of Shanghai Jiaotong University, 2007, 41(5): 788–791 [译自: 上海交通大学学报]     

基于模糊自适应PI控制的开关磁阻电机直接转矩控制

针对常规模糊控制器在开关磁阻电机直接转矩控制（DTC）中的超调量大、响应慢、脉动大等问题,提出一种基于遗传算法的模糊自适应PI控制器的速度调节器设计方案,结合遗传算法与模糊PI控制,应用遗传算法优化模糊自适应PI控制器的模糊控制规则和量化因子及比例因子,以确保开关磁阻电机直接转矩控制系统响应具有最优的动态响应和稳态性能。仿真与试验结果分析表明,与传统模糊PI控制相比,该设计方法具有适应性强、动态响应好、鲁棒性强等优点,取得了比较满意的控制效果。     

感应电机DTC系统中遗传模糊自适应PI控制研究

针对感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)中采用常规模糊控制器带来超调量大,响应慢,脉动大等问题,提出一种基于遗传算法和模糊自适应PI控制的速度调节器设计方案。它采用遗传算法优化模糊自适应PI控制器的模糊控制规则和量化因子Ke,Kec及比例因子KuP,KuI,以确保IM的DTC系统响应具有最优的动态和稳态性能。仿真与试验结果分析表明,与传统模糊PI控制相比,该设计方法具有适应性强,动态响应快,鲁棒性好等优点,取得了较满意的控制效果。     

三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制

该文以同步旋转坐标系模型为基础，设计了三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制器。采用双环结构，用三个非线性PI环节实现了对整流器直流电压与功率因数的高性能控制。以误差的非线性函数与传统PI环节构成的级联式控制器，既提高了系统响应的快速性，又增强了抗扰能力，同时计算简单易于实现。与传统PI控制器的仿真对比表明该方法能够明显改善系统的动态性能，而实验结果也验证了非线性PI控制器的优良性能。     

电压模式Buck变换器的分岔控制

应用谐波平衡法推导出带PI补偿电压模式Buck变换器的输入电压分岔点表达式.运用数值计算近似求得PI调节参数和分岔点的关系曲线,明确了系统高频(快标)行为的稳定性主要取决于PI调节器的比例因子.同时给出了延迟反馈控制(Time.Delayed Feedback Control,TDFC)参数与系统分岔点的数值关系曲线,并完成了TDFC控制Buck变换器分岔行为的仿真和实验分析,结果表明了所提的分析方法及控制思路的有效.     

电源电流控制的并联有源电力滤波器研究

介绍了并联有源电力滤波器(APF)的一种新的控制方式,即电源电流控制方式,该控制方式与传统控制方式是完全等效的.采用带有自调整因子的模糊控制规则设计了逆变器直流侧电压的模糊控制器,并将模糊控制与PI控制相结合,设计了复合控制器,使其兼具模糊控制鲁棒性强和Pl控制稳态精度高等优点.实验结果表明,新的控制系统完全能够补偿谐波和无功电流,并且具有电压超调量小、电流冲击小等优点.     

基于变论域模糊逻辑的互联电力系统负荷频率控制

随着风电在电力系统中的渗透率不断提高,其出力不确定性对系统频率稳定造成威胁。针对风电接入系统后的频率波动问题,提出变论域模糊PI负荷频率控制策略。为克服传统模糊控制器由于论域固定导致自适应能力有限的缺点,设计的变论域模糊PI负荷频率控制器通过变论域方法实现输入、输出论域的动态调整。为满足风电接入系统后复杂的论域调整需求,基于模糊推理设计新型变论域伸缩因子。典型两区域互联系统仿真实验表明,在不同形式的扰动下,该新型控制器较PI控制器、模糊PI控制器有更好的控制表现,能更好地处理风电出力不确定性对互联电力系统频率稳定的影响。     

基于微粒群算法优化PI参数的单相有源电力滤波器

有源电力滤波器在单位功率因数控制策略下,PI调节器的参数选择和优化是个难点,从能量传递的角度,推导了单位功率因数控制下系统有功功率闭环控制的模型,在此基础上分启动和稳态两个阶段设计PI调节器,采用改进微粒群优化算法对调节器参数进行寻优,与传统的典型Ⅱ型系统设计方法和遗传算法得到的整定结果进行比较,优化参数后的调节器拥有更好的动态响应和抗扰性能,仿真结果也验证了优化后的系统具有良好的补偿效果和瞬时特性。     

基于EL模型的三电平电压型PWM整流器的无源与PI相结合控制方法研究

为了提高三电平电压型PWM整流器的性能,论文提出了基于EL模型的无源控制与PI控制相结合的控制方法。根据三相四线三电平整流器主电路拓扑结构,建立了dq坐标系下的EL模型。基于EL模型,采用注入耗散矩阵的方法,并与PI控制方法相结合,设计了无源控制器。该方法使整流器具有较低的谐波失真、单位功率因数等优点。仿真结果验证了基...