粒子群优化辨识的自适应预估控制及应用

针对Smith预估器对预测模型精度依赖程度较高的问题,提出了一种基于粒子群优化(PSO)辨识算法的自适应预估控制方法。该控制方法利用PSO辨识方法在线调整Smith预估器参数,利用单神经元的非线性逼近特性及自学习、自组织能力,对控制器参数进行在线修正。将该控制方法应用于矿井通风系统风量控制仿真分析中,在系统参数时变情况下,进行跟踪响应分析。结果表明,该控制方法对大滞后时变系统具有很强的适应性和鲁棒性,具有较强的抗干扰能力和良好的跟踪性能。     

模糊Smith预估控制空调系统温度的研究

针对空调系统控制对象多变量、非线性、大滞后、时变性的特点,将模糊控制方法与Smith预预估补偿方法相结合,构成模糊Smith集成控制系统,并对该系统进行IATE积分性能指标寻求最优,因而取得较好的控制效果.     

基于参数智能调节的模糊预估控制在时滞时变系统中的研究

在化工、炼油、冶金、矿山和建材等一些复杂拘工业过程当中,广泛地存在着时滞时变现象。由于时滞时变的存在,使得控制系统的稳定性变差,调节时间延长,对系统的设计和控制增加了很大的困难。如何控制时变时滞对象一直是控制界关注的课题之一。通常对于固定时滞系统,采用Smith预估控制器进行控制,其结构简单、控制品质好。但它对模型误差及时滞变化较敏感。本文就时滞时变系统提出一种参数智能调节的模糊预估控制,进行仿真研究。     

Smith预估器的改进及在温度控制系统中的应用

文章针对在具有时滞性、非线性、时变性的温度控制系统中,由于工况复杂、外界影响因素多变等原因导致控制系统精确数学模型难以建立、控制难度大的问题,提出一种改进型Smith预估PID复合控制方案。该方案在传统Smith预估控制的基础上,引入了两个负反馈,并利用PID作为系统控制器,进而确保了系统状态的稳定性,增强了控制器对时变环境的自适应能力。仿真实验表明,在模型精确和模型失配30%的情况下,该方案的在一定程度上减少了超调量和增强了抗干扰能力,提高了温度系统的控制性能。     

模糊复合控制在圆锥破碎机控制系统中的应用

圆锥破碎机主要用于对各种硬度的矿石进行中碎和细碎,它具有破碎比大及产量高及功耗低等优点,在生产实践中得到了广泛的应用。由于影响选矿破碎过程的因素很多,循环和送料所需的时间比设备所需的时间常数要大,因此圆锥破碎机控制系统是一个带有不确定时滞的大纯滞后系统。对于大纯滞后系统,通常是在PID反馈控制基础上,引入Smith预估器来提高系统的控制质量。但是由于Smith预估器过于依赖被控对象的数学模型,对于参数变化的圆锥破碎机控制系统而言,PID-Smith控制难以获得满意的控制效果。近年来模糊控制以其不依赖于过程模型和鲁棒性强等优点而迅速发展起来,将模糊控制与Smith预估控制结合,可改善系统的性能,但是模糊控制的稳态性能较差,仍达不到理想的控制效果。因此本文结合3种控制方法的优点,将模糊控制、积分控制和Smith预估控制集成,组成模糊复合控制,应用于圆锥破碎机控制系统中。以提高控制系统品质。     

一种简单实用的时滞控制器

在传统Smith预估结构的基础上，用Gp(0)代替了原来的Gp(s)，从而提高整个控制系统的动态性能，形成一种改进的预估控制器，针对实际对象和预估模型的各个参数的失配情况，进行理论分析和实例仿真，从改进前后系统根轨迹的对比以及仿真实验可以看出，改进的Smith预估器结构简单、鲁棒性好，参数易整定，且控制器质优于传统的Smith预估器，易于在实际的数字控制器或DCS中实现，具有明显的应用价值，图8，表1，参7。     

PDC钻头高频感应焊接温度模糊自适应Smith预估控制

在建立地质钻进用金刚石复合片(PDC)高频感应焊接温度控制系统数学模型的基础上,针对PID与Smith预估补偿在控制大滞后系统时出现的超调、振荡及鲁棒性差的问题,引入了采用调整系统控制量的模糊自适应控制,通过Matlab仿真分析表明模糊控制与Smith预估相结合对于改善大滞后系统的动态与稳态性能是非常有效的。     

时滞对象的自适应Smith预估控制方案

针对时滞被控对象提出了一种自适应Ｓｍｉｔｈ预估控制方案，利用变遗忘因子递推最小二乘法进行参数在线辨识以构造Ｓｍｉｔｈ预估器，采用模糊神经网络控制器完成对被控对象的控制。仿真结果证明了这种方法的有效性。     

基于PLC的矿井通风机变频调速系统设计

矿井通风机的运行效率受限于通风阻力、瓦斯涌出速度等因素。设计了以PLC为核心的通风机变频调速系统,并应用模糊Smith预估瓦斯涌出滞后通风机所需补偿的运行时间。系统功能实现建立在PLC变频调速硬件平台,通过模糊PID整定随瓦斯浓度变化的通风机输送风量增益,利用Smith预估器补偿瓦斯滞后涌出。应用效果表明,系统能根据瓦斯浓度等因素动态控制通风机的功率输出,节能效果显著,大幅提高了矿井通风效率。     

模糊Smith预估控制在圆锥破碎机控制系统中的应用

针对圆锥破碎机控制系统是一个带有不确定时滞及非线性特性电振给矿机的大纯滞后系统，采用Smith预估控制和模糊控制相结合的串级控制，对系统的主、副回路进行设计，使系统在高性能下运行。     

基于STM32的液压圆锥破碎机的智能控制

针对目前液压圆锥破碎机普遍自动化程度较低的现状,设计了以ARM Cortex-M3内核的STM32单片机为核心的液压圆锥破碎机智能控制系统。硬件方面完成了外部信号的调理、采集、处理和数据的传输工作。由于圆锥破碎机破碎过程中时变、非线性和大滞后特性,设计了模糊参数自整定PID控制和改进型模糊Smith预估器的智能控制器。该智能控制器的动态性能和抗干扰性优于传统控制方式,且有效降低了数学模型不匹配对系统的影响,较好地实现了破碎机的恒功率控制。     

基于能量流分析的新能源地下铲运机能耗优化研究

能量流分析是一种分析车辆能量消耗的重要手段,是车辆能耗优化的基础。新能源电池地下铲运机是新型地下矿用设备,对其能量流动与各部件能耗效率研究较少。探究其井下作业的能量损耗是延长其续航时间的研究重点。本文首次将能量流分析方法应用于新能源铲运机的能耗分析,建立了能量流模型,根据电池温度与铲运机工况设计试验分组并进行工况测试,采集测试数据并基于能量流分析方法对测试结果进行研究。结果表明,新能源铲运机较大的能量损失集中于牵引系统与电池系统。其中驾驶员不适应电驱动操作造成的无效操作与牵引系统控制策略不完善,是导致牵引系统的高能耗的主要因素;电池系统快速充电造成的积温会影响铲运机的能量分配,降低其续航时间。本文通过对牵引系统与电池系统的优化,实现了新能源铲运机的能耗降低13%。研究表明对新能源铲运机进行能量流分析能够直观了解其能量流动与能耗情况,有助于发现高能耗问题并提出优化方向,从而减低能耗,改善能量利用效率,延长续航时间。     

史密斯模糊自整定PID控制器在温度控制系统中的应用研究

分析了PID控制器和模糊PID控制器的优缺点,将史密斯纯滞后补偿和模糊控制PID的优点结合起来,设计了史密斯模糊自整定PID控制器。计算机仿真和现场运行结果表明,史密斯模糊自整定PID控制器与模糊自适应PID控制器和常规PID控制器相比较,提高了烘干炉温度控制系统的自适应能力和鲁棒性,改善了系统的动态性能和静态性能,能使非线性、大滞后等特殊的系统达到良好的控制效果。     

矿用通风机监控系统设计及应用研究

通风机在保障矿井安全方面发挥着不可替代的作用,使用监控系统不仅能提升通风系统的运行可靠性,还可以降低一定的能源消耗。结合实际情况设计了矿用通风机监控系统,系统整体上可分为调度层、传输层和终端设备层三大部分。系统中使用的控制器为S7-1200型PLC控制器,利用各类专业传感器对通风系统的振动、温度、风量、电气、压力参数进行实时监测。基于模糊PID控制技术实现通风量的高效控制。PLC控制器的软件程序基于模块化思想进行设计,通过一个主程序对各子程序进行串联,从而实现系统的各项功能。将监控系统应用到通风机工程实践中,应用效果良好,达到了预期效果,为企业创造了良好的安全效益和经济效益,值得其他煤矿企业借鉴。     

新型有机试剂除钴方法在生产实践中研究与应用

某湿法炼锌厂进行了一种新型有机剂除钴净化方法生产实践研究,经过试验研究及生产实践得知,采用新型有机剂进行净化除钴方法比传统锑盐除钴方法具有优越性,净化控制温度低:75~80℃,时间短,1.5 h,净化后的二段液合格含Co≤1 mg/L,净化后溶液中Co不复溶,二段净化渣量少,渣量仅是传统净化方法产生渣量的1/6,渣含锌少,渣中含钴高,渣中含钴高达4%以上。因此采用新型有机剂除钴净化方法不但能降低生产过程中能耗,减少锌粉单耗,降低锌片加工成本,而且能够有效提高锌冶炼过程中锌的回收率。     

电磁波预处理对黄铁矿碎磨经济性的试验分析

为解决当前传统碎磨流程能耗高、效率低的问题,并结合电磁波选择性、整体性、高效性的加热特性,试验探究经不同时间电磁波预处理后的矿石进行破碎、磨矿过程中产量、能耗、粒度及效率等经济性指标的变化。试验结果表明,电磁波作用能够有效提高破碎产量,而产品粒度不受影响;能够有效降低磨矿产品加权平均粒度,降低磨矿时间。将矿石置于输出功率为800 W的电磁波场中预处理180～240s,能够有效提高碎磨产量及效率,降低流程能耗。如电磁波预处理240s时,比未预处理的碎磨流程节能5.96%,破碎产量提高57.84%,磨矿产量提高26.23%,碎磨经济性显著提高。     

基于无模型自适应的粗煤泥分选控制系统研究

以干扰床TBS粗煤泥分选控制系统为研究对象,针对其难以建立被控对象精准数学模型的问题,采用紧格式的无模型自适应控制方法,设计开发了粗煤泥分选系统控制器,并与传统PID和Fuzzy-PID控制进行仿真对比。结果表明:粗煤泥分选系统的无模型自适应控制超调量小,跟踪用时短,可以有效地减少因控制系统超调量过高而造成的跑粗现象;并且相比传统PID和Fuzzy-PID控制,其适应能力和抗干扰能力更强,能有效提高精煤产品的质量。     

基于改进PID控制光电探测系统能耗优化方法研究

为了解决光电探测系统存在的能量消耗大的问题,提出基于改进PID控制光电探测系统能耗优化方法。该方法根据光电探测系统的运行原理构建系统数据模型,在该数学模型下安装改进PID控制器设备。计算光电探测系统能量消耗,并结合能耗计算结果,实现光电探测系统能耗控制与优化。通过性能测试实验得出结论:与传统能耗优化方法相比,设计能耗优化方法能够在维持光电探测系统功能的情况下,节省约29.6 kW能量。     

基于RBF-PID控制器的带式输送机自适应调速系统

带式输送机是煤矿开采过程中重要的运输设备,运输距离长,耗能大。提出基于RBFPID控制器的带式输送机自适应调速系统,实现带式输送机自适应调速从而降低其能耗。通过对带式输送机的能耗与煤量、带速之间的关系进行分析,建立带式输送机的能耗模型。为实现功率平衡,采用RBF-PID控制器调节电动机输出电压。阐述了RBF-PID控制器的工作过程,完成了基于RBF-PID控制器的带式输送机自适应调速系统的硬件设计和软件设计。该系统能耗低,节能效果良好。     

基于模型预测控制的磨机优化系统

为改善磨矿作业,提高磨矿效率,降低磨矿能耗,提高磨机的生产率,提出一种基于模型预测控制的磨机优化系统。利用逻辑动态混合系统来建立精确的数学模型,通过神经网络和模糊控制算法循环优化,获得全局最优解作为控制器的输出,进而提高优化系统的响应速度和稳定性。