神经网络在控制中的应用

在非线性系统的控制中，神经网络已成为强有力的工具。本文探讨了人工神经网络在建模和控制领域的研究概况，并对其发展趋势作了展望。     

约束优化控制的约束调整与目标协调及在重油分离器过程中的作用

In this paper, the feasibility and objectives coordination of real-time optimization (RTO) are systemically investigated under soft constraints. The reason for requiring soft constraints adjustment and objective relaxation simultaneously is that the result is not satisfactory when the feasible region is apart from the desired working point or the optimization problem is infeasible. The mixed logic method is introduced to describe the priority of the constraints and objectives, thereby the soft constraints adjustment and objectives coordination are solved together in RTO. A case study on the Shell heavy oil fractionators benchmark problem illustrating the method is finally presented.     

网络信息模式下分布式系统协调预测控制

工业系统中广泛存在一类由多个相互关联的子系统组成的大系统. 尽管分布式控制结构的性能没有集中式控制好,但由于其具有较高的灵活性和容错性,相对于集中控制更加适合控制上述系统.在保持容错性的情况下如何提高系统的整体性能是分布式控制的一个难点问题.本文提出了一种分布式预测控制(Distributed model predictive control, DMPC)方法,该方法通过在各子系统预测控制器的性能指标中加入输入变量对其下游子系统的影响的二次函数,来扩大分布式预测控制的协调度,进而在不增加网络连通度,不改变系统容错性的前提下,提高系统的性能.另外,本文给出了基于该协调策略的带输入约束的分布式预测控制器的设计方法,在初始可行的前提下,该方法相继可行并可保证系统渐近稳定.     

预测控制器设定值柔化因子的在线调整

预测控制中,对控制量／控制增量加权因子λ和设定值柔化因子α的调节影响到控制系统的性能．调整预测控制器中控制量／控制增量加权因子λ对调节系统上升时间和超调量的作用是相反的．而且λ影响系统矩阵的条件数,存在模型失配时,对系统鲁棒性有很大的影响．设定值柔化因子α对于系统的动态响应也有很大的影响,调整λ和仅对于系统的动态响应有类似的效果．因此,为了使闭环系统具有更好的控制性能,将参数λ设计成满足系统矩阵条件数的要求,并通过在线调整α以获得满意的动态性能．仿真结果表明了该方法的有效性．     

一种数据驱动的Ⅱ型T-S模糊建模方法

现场采集的数据不可避免地包含一些诸如噪声干扰之类的不确定性,由数据驱动建立的模型需要具备较强的处理不确定因素影响的能力．在以往文献的Ⅰ型T—S模糊建模方法的基础上,提出了一种基于数据驱动的Ⅱ型T—S模糊建模方法．其过程是通过分析采集的数据样本计算得到不确定因素的影响程度,在Ⅰ型T—S模糊模型的基础上,前件参数上采用Ⅱ型的模糊集来代替Ⅰ型的模糊集,后件参数上则采用Ⅰ型模糊集来代替数值,由此拓展得到Ⅱ型T—S模糊模型．最后通过pH中和反应过程对所提出的方法进行仿真验证．仿真结果表明,该方法建立的模型能更好地处理不确定因素的影响,取得更高的准确度．     

多模型自适应控制的分层递阶构造与覆盖性质分析

针对一类非最小相位系统,设计一种多模型自适应控制器.该控制器由固定控制器模型、常规自适应模型和可重新赋值自适应模型构成.固定控制器模型采用分层递阶结构用来减少模型集的数目,根据切换指标选出的上一层最优控制器,动态设计本层固定控制器模型实现对其参数变化范围的覆盖.该控制器采用直接自适应算法,通过加权多项式的选取,消除了稳态误差.文末对系统的覆盖性、模型数目等进行了分析.仿真结果表明当采用相同数目的模型时,其控制效果明显优于常规多模型控制器.     

钢丝绳生产过程控制系统的设计

介绍在钢丝绳合成生产过程中应用ＳＴＤ工业控制计算机设计的实例，该系统采用变频调速器实现电机的调速，省去了传统的机械传动机构，使得操作灵活方便，生产精度高，在不增加硬件设备的条件下可生产多种规格的产品．     

基于时间序列分析方法的预测模型研究

预测控制拓广了模型的概念，以功能取代结构的建模思想更符合模型的本意，具有较大的实用意义．基于这一思想，本文提出一种利用时间序列分析建立预测模型的方法，这种模型对被控量中带有变化趋势的行为做了很好的提取，反映了系统中频率的变化并做了实例说明．     

具有约束的Hammerstein非线性控制系统的设计与分析

为得到快速有效的算法，提出一种具有输入约束的新的两步法控制器，加入模型中间变量的约束来代替输入约束，并给出中间变量约束的在线确定方法，引入中间变量约束可使非线性方程总有实解，有利于闭环系统的稳定和提高系统的最优性能，仿真结果验证了理论分析的正确性。