广义模型预测控制算法在聚合反应釜温度控制上的应用研究

本文提出了一种全新的聚合反应釜温度控制算法,用于解决实际生产过程中反应釜温度具有的纯滞后、大惯性、多变量耦合等特点。考虑冷却水管网压力、冷却水温度和进料流量等多个变量对反应釜温度的影响,建立更加准确的数学模型进行控制,控制效果更加精确。基于该算法的聚合反应釜温度控制系统已经开发成功,并在实际聚合反应釜生产上投入使用,取得了比较满意的控制效果,验证了该算法的有效性。     

燃料电池发动机的模糊神经网络温度控制研究

燃料电池发动机的温度控制是整个系统控制的重要环节,其控制效果对系统输出性能影响重大;针对发动机温度控制惯性大和超调量大的特点,研究了质子交换膜燃料电池发动机的发电原理及其循环水温度控制系统的结构;结合电加热、风冷与水冷的温度控制方案,提出了利用模糊神经网络控制算法对燃料电池发动机进行温度控制的方法;实验结果表明使用了该算法进行温度控制的燃料电池发动机系统温度响应速度快且超调量小,其动态性能得到了较大的改善。     

基于数据融合的农业温室温度模糊PID控制方法的研究

针对设施农业中的温度控制具有大惯性、大滞后和参数分布性的特点,本文采用多传感器数据融合的方法对温度参数进行优化计算,利用模糊PID控制方法设计温度控制系统。仿真结果表明,在相同的条件下,基于数据融合的模糊PID算法可以提高控制的精度及鲁棒性,同时可以达到节能效果。     

粒子群算法在武汉市图书馆变风量空调控制系统中的应用研究

以武汉市图书馆公共建筑节能项目为背景,考虑到现有的方法有如下缺点:系统惯性大、时间滞后及单一采用PID控制时,控制效果不好,我们找寻到了一种高效的方法来解决这些缺点,实现优化温度参量来控制。根据变风量空调系统的结构,对变风量系统室内温度控制环节采用粒子群算法,经过Matlab软件进行仿真,使室内温度控制环节的上升时间、超调量及调整时间得以优化。     

基于自适应Smith控制率的煤样燃点检测仪表温度控制系统

煤样的燃点是煤炭的重要物理属性,是煤炭开发、运输及使用过程中的重要的技术参数;针对煤样燃点检测中温度控制的工程需要,介绍了一种基于AT89C55单片机内核的煤样燃点检测仪表设计方法,重点研究了其温度控制系统的特点、关键技术问题及其解决办法;为了有效地解决对于煤样加热炉这一时滞、大惯性、时变参数受控对象的控制问题,采用了一种基于指数遗忘的递推最小二乘算法(Recursive Least Squares with Exponential Forgetting,RLSEF)的Smith控制器(Smith Controller);仿真结果表明该自适应Smith控制器可以有效地补偿受控对象的时滞、大惯性特性,并能很好地适应系统参数的变化。当加热炉惯性时间常数在2000~6000s间按正弦规律交替变化时,在温度上升到64.9℃后,实际升温速度就可进入要求的升温速度(5±0.25℃/min)的范围之内,满足该仪表的设计要求。     

注塑机料筒多段温度PID神经网络解耦控制系统

注塑机料筒温度是一类多变量、强耦合、大惯性控制对象，本文根据注塑机料筒温度控制的要求，利用PID神经网络构成多变量解耦控制系统。文中分析了注塑机温度控制的特点，给出了网络的结构和算法，对多段温度系统进行了实时仿真，显示了PID神经网络对注塑机料筒温度控制的良好解耦性能和自学习控制特性。     

基于模糊神经网络的烟叶烘烤温湿度监控系统研究

为提高烤烟质量,提高烟草行业的经济效益,必须研究并采用先进技术和设备来准确落实科学的烘烤工艺;为此,结合智能控制理论,充分利用模糊算法和神经算法两者的优点,提出了一种模糊神经算法来控制烤房内的温度、湿度,利用单片机实现了该系统,其结果控制效果优越于自动控制;解决了自动控制在耦合、大惯性、非线性、时变及在烘烤过程中时常需要根据人的经验判断进行调整等不足之处;对逐步实现烟叶烘烤的智能化控制,提高烤烟综合生产能力有重要意义。     

基于IPSO-BPNN的温室环境监控系统研究

温室环境是一个典型的时变、非线性、强耦合、大滞后及大惯性的复杂被控对象,使用传统方法的控制效果总是不太理想;粒子群算法是一种解决非线性、不可微分问题的优秀算法,具有很强的全局搜索能力,但该算法在进化后期容易出现速度变慢及早熟现象;BP神经网络具有很强的非线性处理能力和逼近能力,但梯度下降的算法本质决定了其具有容易陷入局部最优及初值敏感的缺点;针对两种算法的特性,进行优势互补,结合为综合改进的粒子群BP神经网络(IPSO-BPNN)算法;应用IPSO-BPNN算法对温室内的土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度、光照度和CO2浓度等参数进行控制,取得了比较理想的效果。     

塑料熔焊封口机焊头温度PID控制的数字化实现

塑料熔焊封口机对焊头的温度非常敏感,要求温度波动小,控制系统惯性小。这对传统的温度控制提出了挑战。在研究PID算法的基础上,使用计算机手段将其数字化,设计出了针对塑料熔焊封口机的温度控制系统,经过实践证明可以达到塑料制品对焊头温度的要求。     

免疫模糊PID在聚合反应釜温度控制中的应用及仿真研究

针对聚合反应釜温度控制系统的数学模型具有非线性、大惯性、线滞后以及时变等特点,将模糊控制算法与免疫PID控制算法相结合,设计了一种模糊免疫PID控制器。仿真研究表明,该控制器具有使系统超调量小、调整时间短、鲁棒性好且算法简单等优点,是一种提高聚合反应釜温度控制效果的有效方法。     

参数自调整模糊控制器在微气压传感器测控系统中的应用研究

为了对真空测控系统进行动态气压控制,提出了一种参数自调整模糊控制器的设计方法。该方法利用参数调整控制器在线自动修正基本模糊控制器的量化因子和比例因子,从而改善基本模糊控制器对任意设定气压的控制性能。此外,在控制算法基础上引入计数器Counter来消除系统的频繁振荡。实验结果表明,该方案具有较好的控制效果,基本上解决了传感器所需真空测试环境1kPa～100kPa的动态气压控制问题。     

Methodological development of fuzzy-logic controllers frommultivariable linear control

It is the function of the design of a fuzzy-logic controller to determine the universes of discourse of the antecedents and the consequents, number of membership labels, distribution and shape of membership functions, rule formulation, etc. Much of the information is usually extracted from expert knowledge, operator experience, or heuristic thinking. It is hence difficult to mechanize the first-stage design of fuzzy-logic controllers using linguistic labels whose performance is no worse than that of conventional multivariable linear controllers such as state-feedback controllers, PID controllers, etc. In this paper, an original systematic seven-step linear-to-fuzzy (LIN2FUZ) algorithm is proposed for generating the labels, universes of discourse of the antecedents and the consequents, and fuzzy rules of ;basically linear' fuzzy-logic controllers, given the reference design of available conventional multivariable linear controllers. The functionally equivalent fuzzy-logic controllers can thus provide the sound basis for the further development to achieve performance beyond the capability or the conventional controllers. The validity and effectiveness of the proposed LIN2FUZ algorithm are demonstrated by a four-input one-output inverted pendulum system.     

一种非线性PID控制算法的仿真研究

研究PID控制系统优化问题,工业控制被控对象均具有非线性、时变和大时滞性,引起系统的品质性能差,传统的线性控制难以达到所要求精度。为了提高系统控制精度,利用PID控制器各增益参数与偏差信号间的非线性关系,提出一种非线性PID控制算法。首先将PID参数转化为优化问题,然后采用粒子群算法的全局、并行搜索能力对非线性控制参数进行求解,得到一组最优的PID控制参数。仿真结果表明,相对于传统线性PID控制,非线性PID控制器超调小,调节时间短,并提高了控制精度,有效解决了传统PID难以准确控制非线性对象的难题。     

线性插值模糊控制及其在PLC上的实现

文章针对常规模糊控制器控制精度低的问题,提出了一种提高模糊控制器控制精度的方法;首先分析了常规模糊控制器存在的稳态控制精度差的原因,在此基础上给出一种通过在线查表插值算法提高模糊控制精度的方法及该算法在PLC上的实现,最后在液位控制系统上进行实验应用并和常规模糊控制器的控制效果进行了比较;结果表明,这种改进后的插值模糊控制器能有效消除系统稳态误差,提高模糊控制器的控制精度,而且易于在PLC上实现,有一定的实用价值。     

Smooth switching LPV controller design for LPV systems

This paper presents a method to design a smooth switching gain-scheduled linear parameter varying (LPV) controller for LPV systems. The moving region of the gain-scheduling variables is divided into a specified number of local subregions as well as subregions for the smooth controller switching, and one gain-scheduled LPV controller is assigned to each of the local subregions. For each switching subregion, a function interpolating two local LPV controllers associated with its neighborhood subregions is designed to satisfy the constraint of smooth transition of controller system matrices. The smooth switching controller design problem amounts to solving a feasibility problem which involves nonlinear matrix inequalities. To find a solution to the feasibility problem, an iterative descent algorithm which solves a series of convex optimization problems is proposed. The usefulness of the proposed controller design method is demonstrated with a control example of a flexible ball-screw drive system.     

Design of a feedback control system for real-time control of flow in a single-screw extruder

The topic of this paper is the design and experimental testing of a prototype feedback control system for the regulation of the volumetric flow in a polymer single-screw extruder. Flow regulation is achieved by means of joint regulation of the temperature and the pressure at the die. The overall controller architecture is constituted by three control sub-tasks: the inner-loop control of the local temperatures along the barrel; the outer-loop control of the temperature at the extruder output; the control of the pressure at the extruder output. In this work, the whole design procedure (modeling, controller design, and testing) is presented. Extensive tests have shown that the system reacts rapidly to changes in the operating conditions and effectively rejects disturbances due to unexpected changes in the quality of the material. The achieved regulation provides very small steady state errors both for pressure and temperature. Moreover, it is shown that this control system is a cost-effective alternative to mechanical volumetric pumps.     

Adaptive control of rigid body satellite

The minimal controller synthesis （MCS） is an extension of the hyperstable model reference adaptive control algorithm. The aim of minimal controller synthesis is to achieve excellent closed-loop control despite the presence of plant parameter variations, external disturbances, dynamic coupling within the plant and plant nonlinearities. The minimal controller synthesis algorithm was successfully applied to the problem of decentralized adaptive schemes. The decentralized minimal controller synthesis adaptive control strategy for controlling the attitude of a rigid body satellite is adopted in this paper. A model reference adaptive control strategy which uses one single three-axis slew is proposed for the purpose of controlling the attitude of a rigid body satellite. The simulation results are excellent and show that the controlled system is robust against disturbances.     

基于多模型和SVM逆系统单元机组解耦控制

火力单元机组协调控制系统是一个多变量、强耦合的控制系统,具有非线性、耦合和延迟等特性,其性能直接影响单元机组运行的安全性和经济性.为了有效解决火力单元机组协调控制系统的耦合特性和动态非线性,设计了基于多模型和支持向量机(SVM)逆系统的解耦控制方法,并进行了相应实验研究.针对一个300 MW单元机组的试验仿真模型,得到单元机组在5个典型工作点的线性化模型,然后对每个线性化模型分别设计SVM逆模型及其动态PID控制器,进而用模型线性组合成多模型全局控制系统.通过加权多项式选取合成的多模型控制方法,可以解决负荷大范围变化引起的非线性问题;支持向量机与逆系统的结合能很好地解决非线性系统的强耦合问题.仿真研究证明了这种控制算法设计的有效性和优越性.     

考虑输入约束的半主动悬架非线性自适应控制

针对具有输入约束及参数不确定性问题的汽车半主动悬架系统,提出一种考虑输入饱和的非线性自适应Backstepping控制器.该方法引入一个辅助系统,通过设计新的误差变量,实现对控制饱和的补偿,解决控制输入的幅值约束问题.同时,考虑到悬架系统的参数不确定性问题,采用映射自适应算法设计自适应律,通过构造适当的Lyapunov函数,保证悬架系统的稳定性.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的隔振性能,而且能够有效降低输入约束和不确定参数对系统性能的影响.     

基于离散模糊滑模的飞行器角度跟踪控制

为解决某型飞行器的角度跟踪控制问题,设计了离散模糊滑模角度跟踪控制算法.以飞行器在空间的姿态运动方程为基础建立了其短周期运动模型.基于离散时间模糊滑模算法,设计了双入双出的模糊控制器,将滑模切换函数及其变化率作为模糊控制器的输入,以模糊控制器的二维输出信号为依据调整滑模趋近律的参数,该算法在减小了系统的抖振同时,保持了...