动态规划最优控制在非线性系统中的应用

应用一种新的自适应动态最优化方法(ADP),在线实现对非线性连续系统的最优控制。首先应用汉密尔顿函数（Hamilton-Jacobi-Bellman, HJB）求解系统的最优控制,并应用神经网络BP算法对汉密尔顿函数中的性能指标进行估计,进而得到非线性连续系统的最优控制。同时引进一种新的自适应算法,基于参数误差,在线实现对系统进行动态最优求解,而且通过李亚普诺夫方法对参数收敛情况也进行详细的分析。最后,用仿真结果来验证所提出的方法的可行性。     

基于Taylor级数的分布参数系统最优控制

结合钢坯加热过程讨论了分布参数系统的最优控制问题.针对钢坯加热过程,建立了分布参数系统的数学模型,利用Taylor级数近似变换,并引入Taylor级教基函数的微分运算矩阵和向量积矩阵,将钢坯温度的最优控制问题转化为相应集总参数系统的最优控制问题,然后对集总参数系统进行求解,并将求得的逼近解进行逆变换,即求得分布参数系统最优控制的逼近解.并通过仿真示例验证了该算法的有型,取得了满意的结果,为分布参数系统的控制算法提出了一条解决方案.     

基于Taylor级数的分布参数系统最优控制

结合钢坯加热过程讨论了分布参数系统的最优控制问题。针对钢坯加热过程,建立了分布参数系统的数学模型,利用Taylor级数近似变换,并引入Taylor级数基函数的微分运算矩阵和向量积矩阵,将钢坯温度的最优控制问题转化为相应集总参数系统的最优控制问题,然后对集总参数系统进行求解,并将求得的逼近解进行逆变换,即求得分布参数系统最优控制的逼近解。并通过仿真示例验证了该算法的有型,取得了满意的结果,为分布参数系统的控制算法提出了一条解决方案。     

机械臂的自适应径向基函数神经网络双二次泛函最优控制

针对非线性机械臂系统中难以权衡控制能量与控制误差比重的最优控制问题,本文提出一种基于自适应径向基函数(RBF)神经网络二阶段叠加优化的双二次泛函最优求解模型,实现在非线性机械臂控制系统中用不大的控制能量来保持较小的控制误差的综合最优控制.在本文所提模型中,首先设计一种线性误差函数,作用于非线性控制方程,并采用自适应RBF网络逼近非线性控制方程中存在的不确定项,构成闭环反馈系统,实现对非线性系统的最优控制;其次,将待求参数复合成双二次泛函的解域,并设计一种新型的类递归神经网络求解该带约束条件的双二次型模型,实现模型求解的快速收敛并得其解.通过理论分析及数值仿真实例验证了所提模型能有效提高非线性系统的控制精度、稳定性、鲁棒性及自适应性,从而实现非线性系统的综合最优控制.     

基于RISE反馈的串联弹性驱动器最优控制方法

串联弹性驱动器（Series elastic actuator,SEA）是机器人交互系统中的一种理想力源.本文针对非线性SEA的力矩控制问题提出一种基于RISE（Robust integral of the sign of the error）反馈的最优控制方法,能够克服模型参数不确定和有界扰动,实现SEA输出力矩在交互过程中快速平稳地收敛到期望值.具体来说,首先对SEA的模型进行分析和变换;然后假设模型参数和扰动均已知,并在此基础上基于二次型指标设计最优控制律;之后基于RISE反馈重新设计控制律抵消模型参数不确定性和有界扰动,基于Lyapunov理论分析控制器的收敛性和信号的有界性,实验结果表明这种基于RISE反馈的最优控制方法具有良好的控制性能和对有界扰动的鲁棒性.     

基于最优PID控制算法的直流调速系统

提出了一种基于PID最优控制算法的直流调速系统 ,介绍了PID算法的数字化方法、最优PID参数的设定方法 ,以实现直流调速系统对转速的高精度控制。     

同步发电机自适应最优励磁控制

本文针对线性最优励磁控制的缺陷,将自适应控制理论与最优控制理论相结合,通过多变量参数辨识、最优反馈系数计算和控制算法运算三个环节,实现了同步发电机励磁的自适应最优控制.数字仿真实验结果表明,该励磁控制系统能够自动跟踪系统运行工作状况,在线辨识不断变化的系统参数,使控制作用始终处于最优状态,从而改善了控制系统的动态品质,提高了系统的暂态稳定性.     

一类时间最优控制问题中开关曲线的求法

对目标集是光滑超曲面的一类线性定常系统的时间最优控制问题,本文提出了一种求开关曲线参数方程的方法,计算表明,该方法简单实用。文末,对一般线性定常系统的时间最优控制问题进行了分类,并讨论了求解方法。     

基于ARM的工业循环水极化控制系统设计

针对工业循环水系统存在既浪费水资源又污染环境的问题,设计了一种基于ARM的工业循环水极化控制系统。该系统由极化能量检测电路实时检测循环水水质参数,水质参数经STM32F103处理后输出的PWM极化能量控制信号,由极化能量输出电路合成、隔离、放大后驱动极化体,产生极化电场作用于循环水。实际应用表明,该系统可控制循环水系统在较高浓缩倍率下运行,代替了循环水系统的加药处理流程,达到了减少水资源消耗、有效防止污染水资源的目的。     

循环水处理计算机监控系统

针对工业循环水的处理问题，开发了循环水自动加药计算机监控系统。为保证系统的可靠性，采用IPC和PLC组成上、下两级监控系统。上位机主要承担监测和管理任务，应用程序全部采用组态软件实现。下位机使用梯形图语言编程，实现PLC的实时数据采集和自动控制功能。根据实际需要，采用多种控制方案完成药剂的投加工作。系统具有安全可靠、功能完善、操作简便、性能价格比高等优点，大大提高了工业循环水处理的自动化水平并取得了较好的经济效益。     

数据仓库自维护下视图分解系统的设计与实现

数据仓库自维护实质上是通过维护实化视图实现,然而现有的实化视图自维护策略不能有效的减少数据仓库集成端和数据源监视端的多余数据,从而影响数据仓库环境的整体响应速度.一种基于数据仓库自维护方法的视图分解系统改进了现有的视图分解模式,将全局定义的实化视图分解成局部定义的单源视图集来减少存在数据仓库中不必要的数据,实现了现有实化视图自维护策略的分解和重写,提高数据仓库自维护效率.     

基于ARM的水质监控系统的设计与实现

为了研究微生物在不同流态下的生长情况,从而实现其在污水等环境问题处理中的应用,研制开发一种控制方便、搅拌效果好、能耗小,并且能够实时监测水质参数的监控系统具有重要意义.设计了一种基于ARM的水质监控系统,该系统通过两个步进电机分别控制内、外缸的转速和方向,实现混合溶液的智能搅拌,系统控制精确灵活、能耗小、且操作简便.另外,系统还具备pH值、溶解氧和温度等水质参数的监测功能.实验表明,该系统可操作性强、稳定性好,可实现转速的精确控制和水质参数的实时准确监测,为进一步探究微生物生长因素提供了便捷的设备基础.     

先进控制技术在预焙铝电解过程控制中的应用

设计了预焙铝电解生产过程先进控制系统的总体结构,建立了基于神经网络的电解槽参数及阳极效应预测模型,设计了基于支持向量机的槽况解析与槽况诊断专家系统,提出了极距NN—PID控制策略、电解质温度基于混沌优化的模糊控制策略及氧化铝浓度的模糊专家控制策略;同时,针对有关参数的优化控制和产量质量能耗优化控制问题,提出了基于模糊专家控制技术的智能协调策略,以满足全局优化的控制目标;实验结果表明,系统能有效地实现预焙铝电解槽的优化控制,实现槽状态在线解析,并能达到优良的生产控制指标,为企业带来了巨大的经济效益和社会效益。     

基于自适应动态规划的矿渣微粉生产过程跟踪控制

矿渣微粉是一种新型绿色环保型建材,可以大大提高水泥混凝土的力学性能.本文以矿渣微粉生产过程为研究对象,针对该过程难以通过机理建模进行辨识和控制的特点,利用数据驱动的思想,建立矿渣微粉生产过程的递归神经网络模型.在此基础上,利用自适应动态规划,设计具有控制约束的跟踪控制器,并将其应用到矿渣微粉生产过程中.仿真分析表明,建立的数据驱动模型能够有效地辨识矿渣微粉生产过程,同时,本文提出的控制方法能够实现输入受限的微粉比表面积及磨内压差的最优跟踪控制.     

水库防洪、供水调度决策支持系统软件设计

针对水库防洪、供水调度决策支持系统做了基本软件设计，此软件系统可满足水库防洪、供水调度决策支持系统软件开发的需要，实现优化供水调度，保障水资源的可持续利用。     

基于PLC的变频恒压供水计算机控制系统

介绍一种基于PLC的变频恒压变流量供水系统，能够根据管网压力、流量信号自动调整泵的运行状态，实现无级压力调整；同时由于设计了控制程序，水泵可以自动启停、自动控制运行频率，真正做到了用水和供水的动态平衡，有效地节约了能源，从而达到供水系统稳定而节能供水的目的。     

变水量与变风量的中央空调节能控制策略

为了解决中央空调系统中水泵、风机定速运行时的能源浪费问题,设计了一种能够实现变水量、变风量控制的中央空调节能控制系统.该系统利用变压变频技术,开发了基于西门子大中功率变频器的冷冻水、冷却水变水量节能子系统,与基于通用小功率变频器的风机盘管变风量节能子系统.经现场测试分析,结果证实此系统具有良好的空调节能效益和房间温度控...     

基于IFIX的水厂信息集成系统

本文以南京某水厂企业网设计、实施为背景，讨论了异构系统之间的信息集成，来实现管控一体化的一种思路和方法。而这种系统问信息集成正是今后控制系统发展的要求。采用Intellution公司的IFix系列产品，很好的解决了此类需求。     

基于无线网络的煤矿水源井群监控系统设计

针对传统的煤矿水源井群管理采用人工周期巡检方式而无法实时准确采集水泵参数的问题,设计了一种基于无线网络的煤矿水源井群监控系统。该系统由监控主站和测控分站组成,各测控分站可实现水源井的流量测量、水泵电动机的启停控制和电流监测,并通过无线通信系统将监测数据上传到监控主站,同时测控分站可接收监控主站的控制命令,实现水泵电动机的启动、停止操作。实际应用表明,该系统提高了煤矿水源井供水系统的可靠性及自动化水平。     

WFRFT认知通信系统控制参数联合优化方法研究

针对WFRFT系统难以适应复杂电磁环境及最优控制参数难以选取的问题,提出一种新型WFRFT认知通信系统构建方法。在传统WFRFT通信系统的基础上引入信号认知模块,完成电磁信号的采集及电磁环境中目标信号调制特征的识别。根据WFRFT信号调制特征裂变的特性,分析控制参数间的耦合作用机理,并设定优化控制参数的目标。将目标信号调制特征参数引入到WFRFT控制参数优化模型中,提出基于目标特征的WFRFT认知通信系统控制参数联合优化方法,并通过粒子群算法的迭代计算,选取最优控制参数集,针对最优参数的WFRFT认知通信系统,分别仿真计算高斯、莱斯、瑞利等典型信道条件下的误码率性能。实验结果表明,该方法可伪装信号调制特征,能有效提高通信信号的安全性,且在典型信道条件下的误码率性能较好,具有较好的抗干扰能力。