一种具有PID结构的动态矩阵控制

动态矩阵控制（DMC）是基于对象阶跃响应的一种预测控制算法，它具有结构清晰、算法简单、对模型失配适应能力强等优点，适用于纯时滞，开环渐近稳定的线性对象，是一种成功而有效的控制算法。但DMC的输出动态特性受其参数的影响，目前，对DMC参数的选取一般都是采用试凑结合仿真的方法，费时又费力，从而给设计者造成很大的困难。该文提出了一种对DMC的改进方法——DMPIDC，使PID参数整定方法与动态矩阵控制结合起来．用整定出的PID参数作为DMPIDC的加权系数，保证了良好的输出动态特性，仿真结果表明这种方法是可行的。     

核动力堆热功率跟踪系统的动态矩阵控制研究

动力堆控制系统是一个带不确定参数及干扰的复杂性非线性系统,采用常规的古典控制很难保证其热功率精确跟踪负荷的变化。本研究工作利用系统单位阶跃响应序列建立了一种非参数模型,并应用动态矩阵控制原理提出了一种动力堆热功率跟踪数字控制新方法。该方法跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除可测干扰。通过仿真检验和调试证明了该方法的正确性和有效性,并实现了热功率一负荷的高精度匹配。     

热离子空间堆控制系统研究

空间堆与传统地面反应堆的运行特性和控制方式不同,研究空间堆的控制系统十分必要。基于Matlab&Simulink工具箱,建立了热离子空间堆仿真模型。建立的模型包括点堆中子动力学模型、热工水力模型和热电转换模型。基于热离子空间堆仿真模型,建立了核功率、电功率以及冷却剂出口温度控制系统,并进行了控制参数整定和仿真分析。对电功率和冷却剂出口温度控制系统进行了优化,设计了串级控制系统。仿真结果表明：选用核功率作为被控量的控制系统控制效果较好;选用电功率和冷却剂出口温度作为被控量的控制系统控制效果较差;核功率的超调量较大。使用串级控制器优化后,控制性能得到了显著的提升。     

动态步长FOA的PID参数整定方法研究

为了解决基本果蝇优化算法(FOA)因固定搜索步长而对比例积分微分(PID)参数整定收敛精度不高且搜寻效率低的问题,将Logistic(t)的变换函数lgt(t)引入FOA中。由该变换函数确定自适应步长,提出一种动态步长果蝇优化算法(DSFOA)。DSFOA中果蝇个体搜索步长会随着迭代次数的增加而动态地变化。该算法在迭代前期使用大步长,具有更高的全局搜索效率;在迭代后期使用小步长,具有较强的局部寻优能力。这可以提高收敛精度,实现对全局搜索和局部搜索过程的优化。二阶系统仿真测试结果表明,相比于FOA,DSFOA寻优过程产生的PID参数使系统性能更优,能快速、有效地搜索到PID最优参数且鲁棒性好。该结果验证了DSFOA的有效性与合理性。     

热工控制对象的不同控制方案的鲁棒性分析

针对热工控制对象模型的复杂性和参数不确定性,首先运用二步线性最小二乘法进行模型降阶,将对象模型降为二阶,然后对二阶模型设计定值控制器并进行控制器参数优化,包括:PID控制、鲁棒控制、内模控制和模糊控制的控制方法进行鲁棒稳定性分析、比较,得出分析结果.这一研究意义就在于,在理论分析及仿真试验的基础上找出最为适合热工控制对象参数时变这一特性的具有较强鲁棒性的控制器设计方案,对实际的工程应用进行指导.     

六合一功率合成器的设计与实现

为满足雷达对大功率源的要求,我们采用集总参数功率合成法,成功研制出六合一功率合成器.通过微波仿真软件对其进行优化,得到六合一功率合成器元件参数的最佳值.经过测试,该功率合成器在110～140 MHz波段,峰值功率可达到6 kW.实践证明,集总参数功率合成法设计大功率器是可行的.     

压水堆功率调节系统动态特性仿真研究

采用SIMULINK仿真平台,建立压水堆功率调节系统的仿真模型,对其进行时域分析,分析其单位阶跃响应,验证系统的性能指标是否满足要求.同时在同一功率定值下引入阶跃和斜坡反应性扰动,采用PID控制方案研究功率控制系统的动态特性和控制效果,并对传递函数进行优化.通过计算反应性扰动下的堆功率响应,了解系统的稳定特性、调节品质和系统各环节参数对系统的影响,为功率调节系统性能改进提供了参考.系统仿真分析表明:k=0.6时调节系统不仅能很好地克服反应性扰动,又具有良好的随动特性.     

Ad Hoc网络中的动态反馈功率控制方法

受移动节点能量的限制,传统Ad Hoc网络使用最大的固定功率传送数据,从而严重影响节点及网络的生存时间。针对该问题,通过观测接收节点信干比的线性变化情况,计算发送节点所需的发送功率,发送节点以此为依据动态地调整传输功率。仿真结果表明,该方法能减少节点的能量损失,延长网络生存时间。     

船用增压锅炉动态特性仿真研究

船用增压锅炉是船用主锅炉发展的方向,为了满足船舶的性能需求,提高系统工作有效性,对船用增压锅炉动态特性的研究具有重要意义.对增压锅炉的蒸发区的数学模型进行的建构,并采用集总参数建模方法建立增压锅炉数学模型.根据某型船用增压锅炉的设计数据和所建立的数学模型,在时域上进行增压锅炉加负荷过程的动态特性研究,得出了增压锅炉内部各参数对燃油扰动的动态响应,通过仿真分析了船用增压锅炉的加负荷动态特性变化规律.证明研究为船用增压锅炉的设计提供参考.     

汽车巡航控制系统的定速控制方法的仿真研究

为了保证汽车定速巡航系统的控制精度、响应速度和控制稳定性,提出了一种基于模糊PID的参数自整定的模糊控制方法.该控制方法使用模糊规则,对PID的比例-积分-微分的参数进行实时在线调整,既保留了模糊控制的优点,又有效改善了系统的控制品质.使用PreScan与matlab/simulink的联合仿真可以得出以下结果:该控制方法在巡航速度和初始速度都分别为40、60、80、100km/h的条件下,定速巡航控制系统分别在5s、6s、11s、20s左右达到稳定状态,并且没有出现超调量.该系统响应速度快,超调量小,系统工作稳定,可以较好地满足汽车巡航系统中控制需求.     

基于微粒群算法的PID控制器优化研究

研究PID控制器性能优化中,由于被控对象具有高阶、非线性等特点,而在工业生产过程中,传统的PID参数整定方法易出现超调和震荡问题,使系统响应特性差。为改善系统性能,提出一种改进粒子群算法的智能优化策略,将PID控制器参数作为粒子群中的粒子,以控制误差时间积分函数作为优化目标,进行PID控制参数的并行优化。利用MATLAB仿真软件进行仿真,并通过与传统整定方法(Z-N法)进行比较。结果表明,粒子群的PID参数整定法可提高控制器性能,并能够实现目标的最优整定,为PID控制器性能优化提供依据。     

核动力堆热功率跟踪系统的动态矩阵控制研究

动力堆控制系统是一个带不确定参数及干扰的复杂非线性系统 ,采用常规的古典控制很难保证其热功率精确跟踪负荷的变化。本研究工作利用系统单位阶跃响应序列建立了一种非参数模型 ,并应用动态矩阵控制原理提出了一种动力堆热功率跟踪数字控制新方法。该方法跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测干扰。通过仿真检验和调试证明了该方法的正确性和有效性 ,并实现了热功率—负荷的高精度匹配     

基于神经网络的恒温控制系统的研究与设计

由于恒温控制的数学模型很难建立,针对这一难题提出了基于神经网络的PID控制器,侧重介绍了BP神经网络PID控制器算法的基本知识以及控制器的设计原理,通过实验仿真证明了神经网络PID控制器的控制效果比传统的PID控制在静态特性和动态特性方面都有所提高,而且具有较好的鲁棒性,该控制器在工业控制中将会发挥越来越大的作用.     

多机驱动带式输送机功率平衡控制方法

针对采用液体黏性软启动装置的多机驱动带式输送机在启动过程中各电动机功率不平衡的问题,提出了一种多机驱动带式输送机功率平衡控制方法:利用电流预测算法预测电动机电流,以提高控制响应速度;根据各电动机之间的预测电流偏差,通过比例微分控制算法调节液体黏性软启动装置所配用的控制泵给定频率,进而改变电动机电流,使各电动机电流差控制在一定范围内。现场应用结果表明,在带式输送机空载和重载启动时,该方法均能对电动机过大电流进行抑制调节,实现带式输送机平稳启动和功率平衡。     

无线网络中自私功率控制行为研究

在满足网络吞吐量要求的前提下,研究节点的自私功率控制行为对网络性能的影响.针对非相干频移键控调制方式,证明最优传输策略的存在性,提出一个重复的动态博弈.由于链路会将发送功率从干扰较高的时间段移到干扰较低的时间段,该博弈在某些情况下无法收敛,因此引入惩罚函数确保该博弈收敛,并通过模拟实验验证该方法的有效性和正确性.     

基于混沌粒子群优化算法的反应釜温度预测控制研究

反应釜作为化工行业核心的生产容器,其温度控制优化在化工生产领域中具有重要作用。针对反应釜温度控制难的问题,提出了一种基于Tent映射的混沌粒子群优化(CPSO)算法优化动态矩阵控制(DMC)-比例积分微分(PID)的反应釜温度预测控制策略。由于DMC很难选取较优的参数,利用Tent映射的CPSO算法提高动态矩阵参数寻优的速度。通过试验,以及与常规PID、DMC-PID控制对比分析,基于Tent映射的CPSO-DMC-PID串级控制对温度控制系统有较好的控制精度和响应速度,可大幅缩小超调量。该控制策略对反应釜温度预测控制研究具有一定的参考意义。     

磁悬浮控制系统动态特性研究

悬浮控制系统是磁悬浮列车的一个重要的子系统.在对悬浮系统动态性能的测试中发现,随着控制中比例系数的增加,系统超调量减小,该现象与教科书中所讲述的一般控制系统特性正好相反.文中以单电磁铁悬浮控制系统为研究对象,以教科书中典型系统参数为中间变量,层层深入地剖析了这一现象本质.采用理论分析与数值计算相结合的方法,得到闭环系统增益始终大于1以及积分器的存在,是系统出现随比例系数的增加超调量减小这一现象的根本原因.     

伺服电机的预测控制与比例-积分-微分控制

为完成伺服电机平稳而快速的控制,根据预测控制方法中动态矩阵控制原理,提出了基于动态矩阵的预测控制和比例-积分-微分(PID)控制的伺服电机的控制方案。分析了交/直流伺服电机三环控制的统一模型,用预测控制器设计了伺服电机的电流环,提出了利用上升时间和稳态值确定电流环等效惯性环节的方法,最后用PID控制器设计了速度环和位置环。计算和仿真结果表明,电流环的等效惯性环节时间常数与-ln(0.368)成反比,该预测控制和PID混合控制可以很好地实现伺服电机平稳快速的运行。     

多速率无线Mesh网络环境下功率控制与调度机制——PSMR

传输功率控制（TPC）技术是提高无线网络性能的关键技术之一。针对无线Mesh网络（WMN）的特点,提出了一种在多速率WMN环境下功率控制与调度机制（PSMR）,该机制以系统的吞吐率和公平性为目标,利用冲突图思想对网络进行分析,建立了多目标规划的数学模型,并采用微分进化算法对其进行求解。模拟测试表明,PSMR能有效提高系统吞吐率,改善系统的公平性。