火电机组主蒸汽温度神经模糊-PID串级控制

如何将机组主蒸汽温度快速地控制在额定范围之内是火电厂热工过程控制面临的主要难题.针对超临界锅炉机组的主蒸汽温控制问题,提出一种基于神经模糊模型的火电机组主蒸汽温度自适应PID控制方案.根据采集到的减温水流量、高温过热器入口温度、主蒸汽流量、主蒸汽温度数据建立机组主蒸汽温度神经模糊模型,以此模型为基础实施主蒸汽温度自适应PID串级控制.内环采用PI控制器克服内部扰动,从而减少扰动对于导前汽温的影响,再将内环PI闭环控制系统及惰性区作为广义被控对象实行单神经元PID控制,通过主蒸汽温度额定值和实际输出值之间的误差对控制器参数进行在线调节,最终达到对过热器的控制.仿真实例验证了所提出的方法的有效性.     

一种等价于PI的二型模糊控制器设计算法

区间二型模糊集合将次隶属度做了简化,基于KM降阶算法的区间二型模糊控制器实现起来相对简单。虽然区间二型模糊控制器在一定程度上优于传统的一型模糊控制器或者PI控制器等,但区间二型模糊控制器并没有充分利用二型模糊集合的次隶属度信息。为解决这些问题,研究了普通二型模糊控制器的一般结构,提出了一种等价于PI的二型模糊控制器。该控制器基于普通二型模糊集合的α平面表现形式,在次隶属度函数的顶点处,将区间二型模糊集合简化为一型模糊集合。通过n阶有自平衡对象,无自平衡对象以及2个非线性对象的仿真结果表明,提出的二型模糊控制器能够得到较好的控制效果。     

一种改进的区间二型模糊控制器设计

针对二型模糊控制器设计中出现的降型计算方法损失不确定性信息的问题,提出一种改进的区间二型模糊控制器．该控制器在充分利用二型模糊推理结果的前提下,对区间模糊输出进行再次优化,其优化指标可直接与被控系统性能相关,由此可得到更有利于提高系统整体性能的准确输出量．最后,将改进的控制器用于汽车非线性悬架系统的控制,仿真结果验证了所提出方法的有效性．     

基于权重因子自校正的主蒸汽温度外挂广义预测串级控制

针对电厂目前普遍采用PI-PI串级控制器调节锅炉主蒸汽温度系统, 不能有效克服惯性、时滞和参数时变等问题的影响, 本文提出了一种理想GPC (Generalized predictive control)-PI串级控制器. 首先, 该理想串级控制器不仅能抑制一次和二次扰动, 而且外环GPC通过对主蒸汽温度的多步预测, 并结合滚动优化技术能有效克服主蒸汽温度系统的惯性和时滞问题. 另外, 针对主蒸汽温度系统参数时变的特性, 该理想控制器采用了T-S (Takagi-Sugeno)型模糊神经网络(Fuzzy neural network, FNN)作为主蒸汽温度模型, 该模型能够通过反馈校正技术实时更新模型参数. 同时, 为了改善主蒸汽温度系统动态响应品质和稳定性, 对外环GPC中的权重因子进行了模糊自校正设计, 通过理论分析和对比仿真验证了该理想GPC-PI串级控制器优于权重因子固定的GPC-PI和PI-PI串级控制器. 最后, 考虑到直接将电厂集散控制系统(Distributed control system, DCS)中的PI-PI串级控制器升级为理想GPC-PI串级控制器存在安全以及风险责任等问题, 故将电厂的传统PI-PI串级控制器升级成外挂的GPC-PI-PI串级控制器, 既改善了锅炉主蒸汽温度的控制效果又规避了风险责任, 实际应用验证了该方法的有效性.     

采用最优状态估计的主蒸汽温度动态矩阵控制方法

针对主蒸汽温度控制系统不可测扰动影响的问题,提出一种基于最优状态估计的动态矩阵控制(OSE-DMC)算法.首先分析主蒸汽温度系统的动态特性,归纳出减温水量对主蒸汽温度影响的数学模型;然后基于常规DMC算法,利用最优估计理论对DMC算法的预测序列进行补偿修正,有效抑制不可测扰动的影响,并提出一种Kalman滤波的降维算法,使其计算更加简洁、便于实际应用与在线计算.Simulink仿真结果表明:在不可测扰动影响下,所提出方法抑制扰动效果比常规DMC算法提高20%,抑制扰动能力有显著提升.     

一种改进的区间二型模糊控制器设计

针对二型模糊控制器设计中出现的降型计算方法损失不确定性信息的问题,提出一种改进的区间二型模糊控制器．该控制器在充分利用二型模糊推理结果的前提下,对区间模糊输出进行再次优化,其优化指标可直接与被控系统性能相关,由此可得到更有利于提高系统整体性能的准确输出量．最后,将改进的控制器用于汽车非线性悬架系统的控制,仿真结果验证了所提出方法的有效性．

     

输出约束的有限时间自适应区间二型模糊输出反馈PMSM伺服控制

针对永磁同步电机驱动的伺服系统在不确定性摩擦和未知负载的影响下难以达到高精度的控制效果,提出一种基于区间二型模糊系统的带有输出约束的有限时间自适应输出反馈控制方案.首先,构建一个基于非线性扰动观测器的区间二型模糊状态观测器,分别完成对于未知扰动和速度的估计,区间二型模糊系统完成对于非线性摩擦的逼近;然后,在此基础上,结合滤波误差补偿机制和有限时间技术,引入障碍Lyapunov函数和反步控制技术设计输出约束的自适应区间二型模糊输出反馈控制器;最后,根据Lyapunov稳定性理论提出严格的稳定性分析,保证闭环系统的所有信号均是有限时间内有界的,并通过数值仿真和实验验证了所提出方法的有效性.     

基于改进QPSO的两轮移动机器人区间二型模糊逻辑控制

以两轮移动机器人(TWMR)为对象,针对机器人的非线性模型分别设计控制机器人平衡和位置的区间二型模糊逻辑控制器(IT2 FLC).针对区间二型模糊规则中参数难以设定的问题,通过改进的量子粒子群算法(LTQPSO)优化区间二型模糊集参数,并给出优化算法的流程图.针对区间二型模糊逻辑控制器和一型模糊逻辑控制器(T1 FLC)对平衡和位置的控制效果进行对比.进一步考虑质量不确定和位置扰动对两种控制器控制效果的影响.仿真结果表明,IT2 FLC可以有效地达到设定的控制目标,与T1 FLC相比,IT2 FLC拥有更好的处理不确定性的能力以及更强的抗扰动能力.     

回转窑煅烧带温度控制器的设计与仿真

针对传统的回转窑煅烧带温度PID控制系统存在温度稳定性差、无法在线调整PID参数等问题,文章提出了一种采用模糊自整定PID参数控制方式设计回转窑煅烧带温度控制器的方案,介绍了该控制器的结构、设计步骤及回转窑煅烧过程系统的建模等,并采用Matlab中的Simulink模糊工具箱对模糊自整定PID温度控制器进行了仿真。仿真结果表明,该控制方法无超调量、调节时间短,能够实现参数的在线自调整。实际应用也证明了该控制方法的优越性。     

无人直升机基于视觉的静止点目标跟踪*

针对带有摄像机的直升机进行静止点目标跟踪的情况,提出了一种层级控制器。该控制器共有三个回路：内回路采用四个独立的PD控制器控制直升机的高度和姿态;中间回路利用两个Mamdani型模糊控制器控制直升机的位置;外回路利用视觉反馈获得直升机下一步的期望位置,其不需要已知摄像机的内参数和平移外参数以及目标点的坐标,只需已知粗略标定的旋转外参数。仿真结果表明了该控制器的可行性。     

基于GA的模糊控制器在弯辊控制中的应用

UC轧机中间辊弯辊控制回路的数学模型具有很强的时变性和不确定性，为实现其精确控制，设计了一种基于遗传算法的模糊控制器并将其应用于该控制回路中。系统利用遗传算法来优化模糊控制器的隶属函数及量化因子和比例因子的初值，并且根据模糊控制查询表的输出来在线调整量化因子和比例因子。仿真结果表明，用该方法设计的模糊控制器具有一定的自适应能力，将该控制器应用于UC轧机中间辊弯辊控制回路可以使二次型板形缺陷得到快速有效的控制，具有良好的控制性能。     

基于APSO的GIS腔体移动机器人区间二型模糊跟踪控制

为解决气体绝缘封闭开关设备(GIS)腔体移动机器人的轨迹跟踪控制问题，提出一种基于优化算法的麦克纳姆轮全向移动机器人(MWOR)区间二型模糊跟踪系统。建立MWOR在腔体中的非线性模型，并设计相应的区间二型模糊逻辑控制器(IT2FLC);针对IT2FLC隶属度函数难以确定的问题，采用自适应粒子群优化(APSO)算法对隶属度函数进行优化。分别对MWOR在无扰动和有扰动时进行直线和圆轨迹跟踪的仿真实验。结果表明，该方法对MWOR具有很好的控制效果和抗干扰效果。     

一种关联回路的控制性能评价方法

考虑到关联回路的控制性能会彼此影响,从关联控制回路的内部扰动传递特性分析入手,将控制回路的方差分解为受自身控制器影响和受关联回路影响两部分.将回路间的扰动信息作为关联回路中某个回路评价的辅助基准,以排除关联回路中各个回路之间性能的相互干扰对评价结果的影响.通过讨论PID参数对内部扰动的影响,提出一种能够减少对其他控制回路扰动的控制器PID参数整定办法.仿真结果验证了该方法的有效性.     

锅炉主蒸汽温度控制系统预测控制设计与仿真

研究锅炉主蒸汽温度系统的控制问题,针对某600MW超临界机组主蒸汽温度控制系统大迟延、大时间惯性的特点,建立了内模控制器和IMC-PID控制器.针对相同的被控对象,用matlab的simulink搭建仿真回路,对不同控制器的控制效果进行了仿真,分析了不同滤波器时间常数下的调节时间和系统鲁棒性.最后将IMC控制、IMC-PID控制和传统PID控制的仿真结果进行了比较,总结了各自的优点和缺点.     

基于模糊PID的母管制煤粉锅炉燃烧控制系统

母管制煤粉锅炉燃烧系统存在严重非线性及强耦合问题且模型不易确定,使用传统控制方法效果不佳.针对这种情况提出采用模糊PID控制方案,并针对T-230-2型锅炉燃烧系统的特点和控制要求,设计了一种模糊PID控制器,并可在线调整模糊控制器输出的PID控制器参数,从而达到优化PID控制器参数的目的,实现对"非线性、强耦合"系统的控制要求.通过Matlab仿真,对母管压力的鲁棒性和抗扰性进行了分析.结果表明,该控制器具有更好的控制效果,能有效地克服扰动,提高了系统的动态特性.     

自抗扰控制器在超机动飞行快回路控制中的应用

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行快回路控制律的新方法．根据自抗扰控制器能够动态补偿系统模型扰动和外扰的特性，在超机动飞行的快回路中引入自抗扰控制器。实现了快变量的动态解耦控制．控制律设计直接依据超机动飞行的强耦合、强非线性模型。在较大的包线范围内不需要改变控制器参数．简化了设计过程．仿真结果表明，系统具有良好的动态和稳态性能，控制器具有很强的鲁棒性．     

含有负载扰动系统的多控制器自适应控制

对一类含有负载扰动的离散时间线性系统研究了多控制器自适应控制问题. 建立了能够改善扰动响应的二自由度极点配置控制器集合. 证明了度量无关的滞后切换逻辑经有限次切换后可将镇定控制器锁定在控制回路 中, 保证输入输出序列有界, 因而实现对负载扰动的抑制. 算例仿真表明了该算法的有效性.     

永磁直线同步电机位置系统的模糊IP控制研究

针对具有电磁推力大、响应快、易于矢量解耦控制的永磁直线同步电机PMLSM,研究高精度位置伺服控制系统的设计,以满足高速加工与高精度微进给加工的需求;考虑被控对象的变化和外界扰动,控制器的参数难于在线修订,设计了一种模糊/积分-比例IP位置控制器;它将具有并联反馈环节的IP控制器与模糊控制器有效结合,根据位置偏差的变化率进行切换,即存在较大输入指令与系统输出偏差较大时采用模糊控制,而系统输出接近于输入指令时则采用IP控制器,从而发挥模糊控制器对变参数系统的自适应性和IP控制器的快速和准确性优势;仿真实验结果表明模糊/IP控制器在稳态精度和动态性能方面优于单纯的IP控制器和模糊控制器,能够满足变参数控制系统的性能指标。     

一类区间二型模糊PI控制器设计算法

区间二型模糊控制器在处理不确定性方面优于传统的模糊控制器,但带来的一个问题就是区间二型模糊控制器需要降阶过程。常用的KM等迭代式降阶算法效率低下,难以用于实时性较高的场合。本文利用直接降阶算法和动态解模糊化算法,提出了一类区间二型模糊PI控制器设计算法。该算法在降阶过程中考虑偏差和偏差变化量对控制器输出的影响,避免了KM等迭代式降阶过程。通过二阶迟延对象以及一个非线性对象的仿真实验表明,本文算法能够有效降低系统超调,降低系统的稳态时间,控制器在设定值附近的输出更为平滑。     

基于广义二型模糊神经网络的移动机器人轨迹跟踪控制

针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种广义二型模糊神经网络控制方法。模糊控制可以弥补机器人动态特性中的非线性和不确定性因素,而广义二型模糊系统能更有效地处理外界干扰和参数扰动等不确定性,广义二型模糊神经网络系统结合了神经网络强大的非线性拟合能力和自学习能力,能够更有效地对规则库中可能存在的不确定性进行建模。它可以进一步提高控制精度,达到跟踪的目的。仿真结果表明,与PID控制器、模糊控制器和一型模糊神经网络控制器相比,该方法能更好地跟踪轮式移动机器人的运动轨迹且拥有更好的抗干扰能力。