基于神经元控制的网络时延补偿策略研究

针对网络控制系统（NCS）中的不确定时延问题,在分析循环服务网络和随机争用网络的时延特性的基础上,提出了一种基于神经元控制器的时延补偿策略.该策略用神经元控制代替常规PID控制,无需建立网络控制系统的精确模型,利用神经元良好的学习能力来克服网络控制系统中不确定时延的影响,并对循环服务网络和随机争用网络这两类网络进行了仿真实验研究.仿真结果表明该策略能保证网络控制系统的良好性能.     

网络控制系统的模糊自适应PID控制

针对网络控制系统中网络时延补偿的问题,提出了一种模糊自适应PID控制器的设计方法,通过利用在线时延估计方法对时延进行预估计,根据估计时延值在线调节PID三个参数,从而改善系统的性能。对基于控制局域网络(CAN)总线的典型工业过程进行了仿真实验。结果表明,与常规PID的控制器比较,采用设计的PID控制器能补偿网络上的时延,更加有效的抑制了时延对网络控制系统的影响并提高了系统的性能。     

基于小波网络的非线性内模控制

针对非线性内模控制结构,给出了小波网络逼近系统正、逆模型的充分条件的实现方法。在内模控制结构中引入PID补偿控制,改进了内模控制器的性质。仿真结果表明,小波网络用于非线性内模控制是有效的,内模＋PID控制较单一内模控制具有更快速和平稳的跟踪性能。     

基于RBF神经网络PID控制的无线网络时延控制研究

针对不确定时延影响无线网络控制系统的控制性能、常规PID控制策略无法满足网络控制要求的问题,提出了一种基于RBF神经网络PID控制的无线网络时延控制方案。采用Matlab/Simulink的TrueTime工具箱建立了无线网络时延控制系统仿真模型,介绍了模型中网络模块、执行器模块、控制器模块的设计及RBF神经网络整定PID控制器参数的实现原理。仿真结果表明,与常规PID控制策略相比,RBF神经网络PID控制策略能够在一定程度上降低不确定时延对无线网络控制系统的影响,从而提高无线网络控制系统的稳定性。     

基于自适应模糊神经网络控制器的网络控制系统

网络控制系统中存在着时延、丢包、网络干扰等问题。针对网络控制系统中存在恶化系统的控制性能,甚至导致系统不稳定的因素,提出了一种基于自适应模糊神经网络控制器的网络控制系统,它能根据系统的实际输出与期望输出误差,利用自适应模糊控制和神经网络自学习的原理进行控制参数的自行调整,以符合控制系统的实际要求,同时,分析了网络延时,丢包率及网络干扰因素对系统性能的影响。利用TrueTime工具箱建立了包含自适应模糊神经网络控制器的网络控制系统的仿真模型,并将其分别与基于常规PID控制器的网络控制系统和基于模糊参数PID控制器的网络控制系统进行了比较。实验结果表明,在相同的网络环境下,基于自适应模糊神经网络控制器的网络控制系统的控制效果比基于常规的PID控制器和基于模糊参数PID控制器的要好,且具有较好的抗干扰能力和鲁棒性能。     

基于内模控制的无线网络控制系统设计

无线网络控制系统由于网络的存在产生诱导时延,时延影响系统稳定性,甚至使系统失去控制。针对这一现象,提出一种基于内模控制的无线网络控制系统设计,在被控对象端添加预估模型,从结构上实现无需确知网络时延的大小,在被控对象预估模型与真实模型相等的情况下,可实现对网络时延的完全补偿。内模控制器的参数调整方便,设计方法简单并容易实现,仿真结果验证了该系统具有良好的跟踪性能,较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

动态矩阵控制在网络时延补偿中的应用研究

在网络控制系统中,随机传输时延大大降低了系统的控制性能,并导致系统的不稳定.针对以太网在网络控制系统中的随机传输时延问题,提出了一种基于DMC的NCS时延补偿控制方案.该方案采用DMC算法设计控制器,同时通过网络时延补偿器和动态缓冲器整定控制量,使系统输出能迅速跟踪突变输入.利用TureTime工具箱进行仿真实验,结果证明了该算法在处理网络控制系统的时延问题时具有有效性和可行性.     

网络控制系统Smith Fuzzy PID控制器的设计

针对网络控制系统中普遍存在的时延问题,提出了一种将模糊自适应算法和Smith预估补偿算法与常规PID控制器相结合的智能控制策略。该方法充分利用了Smith预估控制算法对带时延系统的良好控制能力,同时利用模糊推理算法实现对PID参数的在线自整定,进一步改善PID控制器的性能。仿真结果表明,基于该智能控制器的网络控制系统克服了传统PID控制超调量大及常规Smith预估补偿过分依赖于被控对象精确数学模型的缺陷,可以有效降低时延对系统性能的不利影响,使被控对象具有良好的动、静态特性。     

基于改进的神经元PID的网络化控制系统

为了解决网络诱导时延给网络化控制系统(Networked Control Systems,NCSs)带来的不利影响,在分析Ethernet时延特性的基础上,提出了一种不依赖于网络诱导时延精确数学模型的改进的神经元PID控制器。该控制器利用单神经元实现自适应PID控制,利用神经元良好的学习能力克服网络化控制系统中不确定的网络诱导时延的影响。改进的神经元PID控制器根据有限的时延信息动态调整用于计算控制输出量的参数,该控制器还利用一种在线调整规则对神经元的比例系数进行在线更新,并针对Ethernet这类网络进行了仿真研究。仿真结果表明,所提出的方法能有效提高控制系统的性能。     

无线网络环境下移动机器人的控制策略研究

在移动机器人控制性能优化的研究中,针对无线控制网络中存在时延的情况,进行了控制器与补偿器的研究与设计.首先建立了移动机器人动力学模型,并针对模型设计离散反演控制器使移动机器人能够对给定信号进行跟踪.引入无线网络,进而分析网络时延对无线网络控制系统性能的影响,并针对网络时延利用预测控制算法设计控制序列预测补偿器,从而完成在时延存在的情况下仍然可以对移动机器人进行准确控制的无线移动机器人控制系统.仿真结果表明,设计的控制器与补偿器为无线网络环境下移动机器人的控制性能优化提供了参考.     

基于MCGS的模糊PID算法在THJ-2型实验装置中的实现

针对THJ-2双水箱液位系统,用MATLAB／Simulink建立了液位串级控制系统,其主调节器采用模糊PID控制,副调节器采用比例控制。并用组态软件MCGS实现了模糊PID控制算法。实验结果表明,与常规PID控制和模糊控制相比,模糊PID控制具有鲁棒性强和动态性能好等特点。     

MDF施胶系统的神经网络逆复合控制器设计

针对中密度纤维板(MDF)施胶系统,在分析其物理特性的基础上,利用神经网络广义逆控制的方法设计出期望的伪线性系统,并结合经典控制理论,采用PID控制器作为该伪线性系统的闭环控制器.由神经网络广义逆系统与作为附加控制器的PID控制器结合在一起构成的控制器称作神经网络逆复合控制器.为验证该控制器的可行性,通过Matlab进...     

网络化非线性系统的非脆弱H∞控制

具有对数量化、网络诱导时延和数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统控制器,存在参数摄动问题。为此,设计一种加性非脆弱状态反馈H∞控制器。将数据量化和网络诱导时延对被控系统的影响,转化为系统的不确定参数,网络化控制系统建模为马尔可夫跳变系统。采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出网络化Lipschitz非线性系统的加性非脆弱状态反馈H∞控制器存在的充分条件,该非脆弱H∞控制器可通过解线性矩阵不等式求出。仿真结果表明,当控制器存在参数摄动时,与传统控制器相比,非脆弱控制器不仅能使被控系统稳定,而且满足设定的H∞性能指标。     

Robust adaptive fuzzy control of unknown chaotic systems

This paper presents a robust adaptive fuzzy control algorithm for controlling unknown chaotic systems. The control approach encompasses a fuzzy system and a robust controller. The fuzzy system is designed to mimic an ideal controller, based on sliding-mode control. The robust controller is designed to compensate for the difference between the fuzzy controller and the ideal controller. The parameters of the fuzzy system, as well as uncertainty bound of the robust controller, are tuned adaptively. The adaptive laws are derived in the Lyapunov sense to guarantee the stability of the controlled system. Numerical simulations show the effectiveness of the proposed approach.     

模糊自适应控制算法的新方案

针对一种标准形式的非线性系统,以Li—xin Wang提出的模糊算法为基础,设计了一种新的自适应模糊控制器,采用直接控制器代替原有的监督控制器．根据Lyapunov定理,在放宽稳定性条件的前提下,证明了此闭环系统的稳定性．同时,给出了直接控制器的范围,由此可以解决由于监督控制器而可能引起的控制器的大幅波动．通过对一阶、二阶控制系统的仿真,可见本算法能大幅度提高系统的响应速度、以及其他的动态响应性能．     

医疗数字图像系统控制器研究

设计了一种医疗数字图像系统控制器,该控制器基于Atmel单片机AT89C52,结合光电耦合器、D／A等多种集成器件完成对医疗数字图像系统中电平信号的采集、放大和转换,对影像部分和图像处理部分的驱动和控制。文章简要介绍了医疗数字图像系统的原理和结构,介绍了数字控制器的作用和工作原理,详细阐述了控制器的硬件结构及实现方案,并对软件结构进行了阐述。经运行测试证实,该控制器系统结构简单,性能可靠,易于维护,性能价格比高。     

磁悬浮系统的模糊自适应PID控制

针对磁悬浮系统开环不稳定、强烈非线性等特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出一种改进的模糊自适应PID控制方法(IFPID).将微分环节从模糊控制器中剥离出来,只对比例和积分参数进行模糊整定.设计时采用非线性模糊化,利用S-函数建立磁悬浮系统的非线性模型并进行仿真.仿真结果表明,IFPID控制系统的抗干扰和适应参数变化的能力都优于常规PID控制,具有较好的动态特性和稳定性.     

Decoupled control using neural network-based sliding-mode controller for nonlinear systems

In this paper, an adaptive neural network sliding-mode controller design approach with decoupled method is proposed. The decoupled method provides a simple way to achieve asymptotic stability for a class of fourth-order nonlinear system. The adaptive neural sliding-mode control system is comprised of neural network (NN) and a compensation controller. The NN is the main regulator controller, which is used to approximate an ideal computational controller. The compensation controller is designed to compensate for the difference between the ideal computational controller and the neural controller. An adaptive methodology is derived to update weight parts of the NN. Using this approach, the response of system will converge faster than that of previous reports. The simulation results for the cart–pole systems and the ball–beam system are presented to demonstrate the effectiveness and robustness of the method. In addition, the experimental results for seesaw system are given to assure the robustness and stability of system.     

串级连续搅拌反应釜的有限时间命令滤波控制

针对串级连续搅拌反应釜系统的快速精准跟踪控制问题,利用自适应反步控制方法、模糊逻辑系统、命令滤波器以及有限时间控制技术设计串级连续搅拌反应釜系统的有限时间命令滤波控制器.其中,自适应反步方法使系统控制器的设计更简单;模糊逻辑系统通过逼近系统模型中的复杂非线性函数使控制器的在线计算量更小;命令滤波器解决了经典反步法带来的“计算爆炸”的问题;有限时间控制方法能够使系统被控量更迅速地跟踪其参考值; Lyapunov稳定性分析证明了系统的稳定性.通过Matlab实例仿真验证所设计控制器的有效性和可行性,为有限时间命令滤波控制技术在实际串级连续搅拌反应釜过程中的应用提供指导.与现有控制方法相比,所提出的控制策略具有控制器结构简单、在线计算复杂度小、跟踪速度快以及无静差的优点.     

PLC实现的FUZZY自适应PID控制器在高空模拟试验中的应用

高空台排气压力调节系统的调节品质直接影响到发动机高空模拟试验的效果和可靠性.本文详细介绍了FUZZY-PID控制器的技术原理和基于PLC的控制器解决方案和设计方法.试验结果表明,将常规PID控制和模糊控制两种控制策略结合起来的排气压力控制系统实现了试验工况变化后的PID参数自动整定,具有鲁棒性好,过程动态品质较优的特点...