基于改进内模解耦控制的空调系统优化

内模解耦的控制方法具有较好的抗干扰能力,针对时滞性问题也有较好的控制效果,但是其多变量内模解耦控制器的内部结构复杂,计算量较大。提出了利用遗传算法对内模控制器的参数进行优化。首先对变风量空调系统的解耦控制器进行设计,然后确定目标函数的优化参数,并设计了利用遗传算法进行优化的步骤,最后通过MATLAB进行仿真。仿真结果表明,系统的超调量小,抗干扰能力强,即使在模型不匹配时依然能够实现稳定控制。     

基于滑模变结构控制的 Boost 变换器控制策略研究

电力电子变换器是一类典型的开关非线性系统,将线性系统控制方法应用于这类系统的控制器设计中具有很大的局限性。针对Boost 变换器的强非线性,考虑到滑模变结构控制动态响应快、鲁棒性强等优点,基于 Boost 变换器的状态空间模型设计了一种滑模变结构控制器。仿真结果表明该控制器在应对负荷突变时能够取得预期的控制效果。     

恒压供水系统的智能PID控制研究

根据循环冷却水供水系统非线性、大滞后、参数时变的特点,本文结合模糊控制及变异算法以及传统PID控制各自的优势,设计出一种新型的控制器:即采用遗传算法完成对PID控制参数初值的整定,同时利用遗传算法整定的初值进行模糊自适应PID控制器的初步设计,最后利用禁忌搜索算法对模糊控制规则进行优化。仿真结果表明,这种控制器能根据被控对象不同工况变化的要求,获得满意的动态和静态控制特性,抗干扰能力很强。     

焦炉冷鼓系统基于遗传算法的PI控制

针对焦炉冷鼓系统具有强扰动、时变、和非线性等特点,本文对焦炉在三种不同的结焦时间下体现的不同特性,利用递推最小二乘法进行辨识得到三种不同的模型,针对不同的模型设计不同参数的PI控制器实施控制,其中PI控制器参数采用遗传算法进行寻优。仿真分析表明该控制方案下系统具有良好的输出跟踪特性,自适应能力强;而基于遗传算法的变参数PI控制器的现场实验情况也表明,实验时系统输出平稳,具有一定的抗干扰能力,解决了因模型失配而导致吸力、压力振荡的问题。     

多双馈风机变换器控制参数整定

为求解使电力系统稳定运行的全风况多双馈风机(doubly fed induction generator,DFIG)并网变换器控制参数,建立多DFIG并网全风况时的小信号模型,采用李雅普诺夫线性化方法,推导出全风况多DFIG并网的小信号稳定分析特征方程,提出全风况系统小信号稳定的变换器控制参数整定粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,分析变换器控制参数对电力系统小信号稳定性的影响。算例及仿真结果表明:全风况多DFIG接入电网时,其变换器控制参数对电力系统小信号稳定特性的影响与全风况单台DFIG并网具有明显差异;采用PSO算法可获取全风况多DFIG并网时电网小信号稳定的变换器控制参数。     

遗传算法参数对估算低能耗建筑能量消耗的影响

动态数学模型是估算低能耗建筑能源消耗的常用方法。用遗传算法优化简化灰箱数学模型,寻找模型的最优解,分析遗传算法所需参数对估算低能耗建筑能源消耗的影响。该模型通过模拟和测量数据之间的最小误差来衡量参数对遗传算法优化进程的影响,并对收敛时间、能量误差和遗传算法参数之间的关系进行了分析。     

基于交叉路口的动态OD反推模型与算法研究

交叉路口各进出口道之间的实时交通量是信号控制系统重要的输入数据 ,也是难以获得的数据。本文回顾了动态OD反推理论的发展历程 ,以交叉路口各进出口道检测到的路段流量时间序列为基础 ,分析了交叉路口实时交通量的特点 ,提出了基于交叉路口的改进参数优化模型 ,设计了遗传算法对问题进行求解 ,并讨论了算法中的六个关键问题。实例研究表明 ,模型和算法具有较高的效率和准确性 ,能够应用于在线系统。     

动态自适应遗传算法在桩锚支护结构优化设计中的应用

在保证基坑稳定性的条件下,为了提高桩锚支护结构经济性,建立了桩锚支护结构的优化设计模型,并对其支撑道数、桩径、嵌固深度和混凝土强度等级等设计参数做了敏感性分析,在此基础上确定各个优化设计参数的合理取值范围,为桩锚支护优化提供了约束条件。针对传统的遗传算法在迭代过程中出现过早地收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点,提出了动态自适应技术改进遗传算法的新算法(动态自适应遗传算法,DAGA)。工程实例分析表明,动态自适应遗传算法不受设计空间可微性、连续性等限制,适合于求解具有离散设计变量的桩锚支护工程;不仅有较好的收敛性,而且在求解时间上具有一定的优势。     

直流电机位置控制器参数优化研究

经典的整定方法不但过程繁琐,而且还不能保证整定的控制器是最优的。因此,为了获得满意的系统性能,本文将遗传算法寻优引入到直流电机位置跟踪系统控制问题中。采用遗传算法完成控制器参数的全局寻优,同时整定电流、转速和位置控制器的参数。仿真结果:引入遗传算法的PID控制器在系统的输出响应跟踪方面,且超调量基本没有,在保障系统稳定的基础上能够保证系统的控制效果,提高了系统性能,达到了实际工艺要求。仿真数据结果证明了本文所提出方法的有效性。     

基于改进遗传算法的土钉支护结构优化设计

为了在保证基坑稳定性和正常使用的条件下提高土钉支护结构经济性,建立土钉支护的优化模型,并对土钉道数、土钉长度、土钉入射角、土钉间距以及土钉直径和孔径等设计参数进行敏感性分析,在此基础上合理选择各个设计参数的取值范围,为土钉支护优化提供约束条件。针对传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点,提出采用动态自适应技术和非标准的遗传操作算子改进遗传算法的新算法。通过实例分析表明,采用改进遗传算法进行优化不仅可以大大节省求解时间,而且能够得到满意的结果。     

基于有限时间滤波控制的电机驱动系统结构/控制一体化设计

针对电机驱动系统进行了基于有限时间控制器的结构/控制一体化设计.针对电机驱动系统跟踪控制问题,采用有限时间收敛方法设计了跟踪控制器.考虑系统状态信息不可测的情况,设计了有限时间滤波控制器,在估计系统速度信息的同时实现了有限时间跟踪控制.为进一步提升系统控制性能,考虑结构与控制之间存在的耦合问题,对电机驱动系统进行结构/控制一体化设计.首先针对电机驱动系统设计了同时考虑结构优化和控制器优化的一体化性能指标.所设计一体化性能指标能够在满足控制性能要求的同时,得到所能驱动的最大负载.同时优化系统的结构参数与控制器参数能够使控制系统达到全局最优,从而取得良好的控制效果.随后,采用嵌套优化策略对电机驱动系统的一体化设计问题进行简化,采用自适应步长的布谷鸟搜索算法对控制器参数优化问题进行求解,得到了一体化最优解.通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

基于反步法的串级连续搅拌反应釜离散时间模糊自适应控制

针对串级连续搅拌反应釜离散时间系统,基于欧拉法、自适应反步控制方法、模糊逻辑系统及李雅普诺夫稳定性分析设计了模糊自适应控制器。欧拉法对连续搅拌反应釜动态数学模型进行离散化处理;利用模糊逻辑系统的逼近特性去近似系统中存在的非线性函数,减少在线计算量;自适应反步控制方法简化了控制器的设计过程;利用差分李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所提出的控制方案能够保证闭环系统所有的信号都是最终有界的,跟踪误差也能收敛到一个无限接近于零的领域内,验证了所设计控制器的有效性。与现有控制方法相比,该控制方法不仅能够克服系统中存在的非线性问题,还具有在线计算量小、控制器结构简单的优点。     

双馈风电系统网侧变流器控制策略研究

本文以双馈风电系统采用双PWM变换器的工作原理为研究对象,建立网侧变换器在D-Q坐标轴的数学模型,然后针对电网电压定向的双闭环控制策略设计了一种模糊控制算法以优化其控制效果,通过LabVIEW软件对模糊PI控制器进行实现,在基于LabVIEW的仿真平台上搭建模型实验,结果证明其控制效果良好,足以胜任变流器性能要求。     

专家PID控制在矿井提升机直流调速系统中的应用

矿井提升过程中,由于提升机负载变化等因素,使得常规控制器参数的整定很难兼顾系统的快速性与稳定性,因而引入专家PID控制对传统PID控制效果进行优化。基于矿井提升机系统,通过分析矿井提升过程中不同阶段的特征建立专家知识库,将PID控制策略与积分分离思想相结合,制定专家控制规则,对控制器参数进行实时动态调整。与传统PID控制结果相比较,专家PID控制能够提高系统的动态性能和鲁棒性能。     

变速恒频双馈风电系统的H_2/H_∞混合控制

针对外界未知扰动、随机变化的风速等不确定因素,建立了变速恒频双馈风电系统小信号改进数学模型,该模型解决了原风电模型中存在的部分耦合和非线性问题。基于H_2/H_∞混合控制算法,设计变速恒频双馈风电系统状态反馈控制器。通过求解Riccati方程得到H_2/H_∞混合控制问题的解。该控制器在保证系统具有一定鲁棒性的前提下,使控制效果得到改善。以某工况下的实际工程参数为基础,通过仿真,验证了该控制方法的有效性。     

卵形消化池内力分析及基于遗传算法的形状优化

本文以静水压力作用下卵形消化池壳体的薄膜内力为基础 ,建立以体表面积为目标函数 ,以容积、高度 ,应力等为约束条件的优化模型。使用遗传算法对以上模型进行优化 ,并引进动态罚函数和对约束条件不断逼近的方法处理约束条件。从而为初步设计阶段卵形消化池形状的设计提供了建议和参数。     

DC/DC变换器预测函数PID控制算法研究

为提高DC/DC变换器的动态特性和抗干扰性,采用混杂系统理论分析其动态过程,建立系统的分段仿射模型,并将其作为预测模型,通过将预测函数控制算法的目标函数改写为PID形式,引入预测误差对系统输出进行校正,设计了一种新型的基于预测函数PID控制的DC/DC变换器系统。仿真实验表明,该算法在系统超调量、调节时间等性能方面明显优于预测函数控制,能实现对DC/DC变换器的有效控制。     

基于遗传算法的PID参数整定与优化

介绍了遗传算法和基于遗传算法的PID控制设计,并对设计在MATLAB/SIMULINK下进行了仿真,取得了良好的控制效果。PID参数整定与优化一直是自动控制领域研究的重要问题。采用遗传算法进行PID参数整定与优化是一种寻求全局最优且与初始条件无关的优化方法。     

新型四旋翼飞行器设计与制作

本文针对四旋翼飞行器具有非线性、强耦合性、多输入的欠驱动系统的特点,通过动力性力学模型的建立,提出PSO和遗传算法,优化PID控制参数,经过硬件电路和软件的设计,研制出既能精确控制飞行器姿态,又具有较强抗干扰和环境自适应能力的控制器,飞行试验结果表明,通过遗传算法优化在实际飞行中达到了很好的效果。     

驾驶座椅动态优化设计中关于人体系统的建模问题

本文对当前在驾驶座椅动态参数优化设计中，有关人体系统的建模问题，进行了深入的试验研究，并提出了既简单又符合人体实际情况的人体动力学模型以及人体动态参数的识别方法。这对驾驶座椅动态参数的优化设计，提供了可靠的依据。