基于CMAC与PID复合控制的柴油机调速系统

提出了柴油机调速系统CMAC与PID复合控制方案,给出了柴油机调速系统数学模型和控制算法.仿真分析表明,CMAC与PID复合控制比传统的PID控制有更好的控制效果,鲁棒性强,适合于非线性实时控制.     

CMAC-PID在柴油机调速系统中的应用

研究柴油机优化控制问题,柴油机调速控制要求快速、准确.针对柴油机调速系统的非线性、时变等特点,导致稳定时间长,传统PID控制不理想.为了提高自动调节供油量,达到控制准确度,提出一种小脑模型神经网络(CMAC)与PID并行控制的柴油机调速系统(CMAC-PID).采用现代控制理论与经典相结合的方法对柴油机调速系统进行优化设计,利用传统PID来实现柴油机调速属于反馈控制,保证了系统的稳定性,并且能够抑制扰动,结合CMAC神经网络对控制器进行前馈控制,确保系统的控制响应速度,减小超调量,提高控制精度.仿真结果表明,采用CMAC-PID算法控制精度更高,超调小,稳定时间短,鲁棒性强,能优化柴油机调速系统性能,为设计提供了参考.     

基于小脑模型关节控制器与PID复合的高速公路交通流密度控制

高速公路交通控制系统是一个复杂的非线性时变系统, 传统的匝道控制方法难以取得满意的控制效果. 为此, 本文提出基于小脑模型关节控制器(CMAC)与PID复合的匝道控制方法. 首先建立了二阶宏观动态交通流模型, 然后研究了CMAC与PID复合控制算法, 结合非线性反馈理论, 设计了基于CMAC与PID复合的高速公路交通流密度控制器, 该密度控制问题是一个输出跟踪和扰动抑制问题, 最后采用两个仿真实例对该方法的有效性进行验证. 结果表明, 复合控制具有优越的密度跟踪性能和抑制噪声干扰的能力; 复合控制方法能够有效地消除交通拥挤, 并使主线车流趋于稳定.     

基于CMAC与PID复合控制的汽轮机功率控制系统

针对汽轮机功率调节过程的非线性特征,提出了将CMAC神经网络与常规PID控制相结合的方法,并将其应用于汽轮机功率控制中。该复合控制方法可以实现前馈与反馈的联合控制,其中前馈控制由CMAC神经网络实现,反馈控制由常规PID控制器实现。通过对比分析CMAC/PID复合控制与常规PID控制的仿真结果,可以看到在不同的扰动因素存在时,CMAC/PID复合控制均能取得较好的控制效果。     

智能控制与复合控制在二阶时变纯滞后对象的应用研究

针对二阶时变纯滞后对象难以控制的问题,提出了采用改进Smith预估器提高系统的稳定性和鲁棒性;采用CMAC和PID并行控制的算法来提高动态性能;以CMAC神经网络作为一个前馈控制器,通过对PID控制器输出的学习,实现二阶变时滞系统的自适应稳定控制。仿真实验表明,这种复合控制方法保留了Smith算法与CMAC神经网络和PID算法的各自特长,具有学习速度快,适应能力强、动态性能好的优点,具有良好的稳定性控制效果。     

PMSM调速系统CMAC网络PID并行优化控制

针对永磁同步电机调速系统存在多变量、非线性和强耦合的控制特点,提出了基于混沌优化策略与自适应CMAC网络PID并行控制相结合的控制方法,并将其应用于永磁同步电机调速系统的参数设计中.该方法首先通过混沌搜索,得到PID控制器参数的次优值,然后再利用变尺度的方法在次优值附近找出PID控制器参数的全局最优值.与传统CMAC网络PID并行控制以及单纯PID控制相比较的仿真结果表明.该方法可以更好地提高永磁同步电机调速系统的控制精度和响应速度.     

SR电机单神经元PID直接转矩控制系统

针对采用常规PID控制器很难取得很好的控制效果,提出了单神经元PID与常规PID复合控制的开关磁阻电机调速系统的新方法,利用具有自学习和自适应能力的单神经元来构成开关磁阻电机的单神经元自适应控制器,不但结构简单,而且能适应环境变化,具有较强的鲁棒性。以速度误差为系统外环输入,大偏差时采用常规PID控制,小偏差时采用单神经元控制。外环的输出变量为内环的目标转矩,送入60kW三相6/4结构的开关磁阻电机直接转矩调速系统内环。仿真结果表明,这种复合控制方法解决了常规控制方法因电机数学模型难以精确确定而无法确定控制参数的问题,并克服了常规P I D控制器参数固定,控制非线性系统差的缺点,很好的解决了系统上升时间与超调的矛盾。系统具有很好的抗干扰能力与鲁棒性。     

位置伺服系统的单神经元PID/CMAC控制研究

在分析了位置伺服控制系统基本原理和数学模型的基础上,提出了一种单神经元PID/CMAC复合控制算法和控制器的设计方法。用单神经元PID替代常规PID控制,由神经元来在线调整PID控制参数,利用CMAC神经网络的自学习和自适应能力,来完成系统的实时控制。该算法直接应用于位置伺服控制系统,仿真结果表明,与传统PID控制算法相比较,该复合控制算法增强了系统的控制精度,提高了系统的响应速度,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

柴油机自适应遗传非线性PID调速控制仿真

研究船用柴油机控制优化问题,柴油机调速要求快、稳、准。针对船用柴油机调速系统的时变、非线性及外界干扰等特点,传统PID调速稳定时间长,控制效果不佳。为提高喷油量达到控制准确度,改善调速系统性能,提出了一种柴油机自适应遗传非线性PID调速控制策略。采用Matlab对柴油机调速系统模型进行辨识并验证其准确性。利用非线性PID控制实现各参数增益的实时调整,提高了抗干扰能力,通过自适应遗传算法对系统的动态偏差进行监控,优化非线性PID控制器参数,减少了超调量,提高控制精度。仿真结果表明,采用自适应遗传非线性PID控制器稳定时间更短,鲁棒性强,控制精度更高,优化了柴油机调速系统性能。     

一种自适应CMAC 在交流励磁水轮发电系统中仿真研究

在分析常规CMAC结构的基础上，针对一类非线性、参数时变和不确定的控制系统，提出了一种自适应CMAC神经网络的控制器．该控制器以系统动态误差和给定信号量作为CMAC的激励信号，并与自适应线性神经元网络相结合构成系统的复合控制．为了验证其有效性，将其应用到交流励磁水轮发电机系统的多变量非线性控制中，并与常规的PID控制效果进行了比较．仿真结果表明，该控制器具有较强鲁棒性和自适应能力，控制品质优良。     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.     

一种具有非线性观测器的分散式自适应鲁棒机器人控制新方案

本文提出一种新型的分散式自适应鲁棒机器人控制方案。它主要解决以下诸方面的问题:1)减少在线计算量;2)通过设置一个非线性观测器来及时修正模型信息,以适应负载及其他因素变化的需要,进而有效地减少所需控制值(尤其当系统处于平稳工作状态时,效果更加明显),相应地,也就减少了系统工作时的动能损耗。这一点对[1]中提出的机器人分散式变结构控制算法有较大改进;3)对系统的不确定性和扰动作用具有鲁棒性。     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。