基于DMC预测控制算法的智能四驱车控制器设计与仿真

结合动态矩阵算法应用的条件和环境,针对轮式四驱智能车系统进行运动学建模和线性化处理,得到多变量智能车控制系统模型;通过三种不同方法设计MPC控制器,利用MPC的DMC算法实现了对智能车系统的运动控制。分别基于阶跃响应模型和状态空间模型,使用相关命令函数设计智能车系统的控制器,利用MATLAB进行仿真实验,验证了不同参数对阶跃响应性能的影响,并确定最优参数。同时,使用MATLAB的MPC TOOL工具箱完成智能车控制系统的设计。最后,对三种方法的仿真结果进行了分析和比较,进一步验证了DMC算法的可行性。     

原油换热网络多变量预测控制

针对原油换热网络输入输出变量多、传统的控制方法控制难度大等问题,本文建立了用于仿真的Simulink辨识模型.利用模型预测控制原理,采用旁路控制的方法,借助预测控制工具箱(MPC toolbox)实现对换热网络Simulink模型的多变量预测控制,实现了输入变量平稳、输出变量控制稳定、控制精确及动态响应时间短等优点.在本机控制的基础上,借助OPC工具箱实现不同PC机问MATLAB与PHD数据库的实时交换,达到实时控制的目的,进而实现了整个换热网络的实时多变量预测控制.     

电流型变流器的改进模型预测控制

传统的模型预测控制(MPC)采用脉冲响应的非参数模型作为系统的预测控制模型,计算量大,很难直接应用于实时控制系统.本文提出将传统的MPC进行改进,应用到电流型变流器(CSC)功率因数校正系统中.改进的MPC根据CSC控制量与被控制量的传递函数得出CSC的一阶差分方程作为预测控制模型,同时保留传统MPC反馈校正、动态优化等优点.将此改进的MPC与传统的PID控制进行对比研究,结果表明:改进的MPC用于电流型变流器,比传统的PID控制具有更好的鲁棒性和更快速的动态响应特性.     

分散式MPC经济性能评估

近年来,学术界对集中式模型预测控制 (Model predictive control, MPC) 性能评估进行了广泛的研究. 对于大规模化工过程, 工业现场通常采用分散式MPC的控制结构. 由于各子系统间存在复杂的耦合关系, 针对集中式MPC 的性能评估方法不能客观反映分散式MPC的性能. 本文基于线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)的方法对分散式MPC进行经济性能评估. 首先提出了一种迭代方法求解分散式线性二次型调节器(Linear quadratic regulator, LQR)问题, 该方法显著降低了已有求解方法的保守性. 再利用LQR基准建立了一组随机优化命题对MPC进行经济性 能评估, 评估方法对集中式MPC与分散式MPC均适用, 评估结果可以指导MPC参数调整, 也可以为集中式与分散式MPC结构选择提供重要参考. 通过对重油分馏塔控制问题的仿真验证了本文方法的有效性与应用价值.     

Matlab的动态数据交换及其应用研究

为了充分利用Matlab强大的矩阵运算能力及其丰富的工具箱,对Matlab的动态数据交换进行了研究,通过动态数据交换完成Matlab与其他应用程序间的通信,从而为Matlab在实时控制中的应用奠定了基础。将Matlab模糊控制工具箱开发出来的模糊控制算法用于电气加热炉的控制,控制效果非常好。     

大型喷雾干燥塔控制策略的研究

针对喷雾干燥塔进行施加信号获取响应数据，从而获得降阶动态模型，利用该模型进行IMC和MPC系统建立，通过仿真对两个系统控制特性进行比较，得出MPC更适合完成干燥塔这个多变量系统的控制的结论，最后成功将控制方法应用于分离蛋白粉的干燥生产，取得良好的控制效果。     

变采样网络控制系统的最优保性能控制

针对具有时变有界采样周期和时延的网络控制系统,首先将其建模成一类离散动态区间系统.在此基础上,对一个给定的二次型性能指标,研究了系统的保性能控制问题,基于线性矩阵不等式(LMI)给出最优保性能控制器设计方法.利用LMI工具箱,求解十分方便.仿真结果表明该方法的有效性.     

MPC860芯片及其存储器控制技术应用研究

MPC860芯片是Motorola公司生产的一种功能强大的PowerPC通信控制芯片,广泛应用于大型通信与实时控制系统。为充分发挥MPC860芯片的强大控制功能,提高数据通信率,必须使用大容量的flash RPROM（快速闪烁存储器）与SDRAM（同步动态存储器）。然而因为存储器芯片制造工艺的提高、存储容量的扩大,存储器芯片的控制时序也变得更复杂。MPC860芯片在设计制造过程中,增加了外围存储器的控制逻辑,减少应用者开发时的困难。MPC860芯片的存储器控制功能增加的同时,也提高了MPC860芯片的生存能力。针对MPC860芯片的强大功能,本文对MPC860芯片的存储器控制技术进行了深入研究,并提出了解决多机访问MPC860芯片管理的存储器的控制技术。     

永磁同步电机控制策略比较研究

针对永磁同步电机,研究了矢量控制(Vector Control,VC)、反推控制(Back Stepping Control,BSC)、直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)以及模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)四种控制策略.VC算法简单,但是其整定参数多,不利于工程实现,为了克服VC的缺点,本文基于Lyapunov稳定性理论设计了BSC;DTC结构简单,但是转矩、磁链脉动比较大,本文基于最优原理设计了MPC,与DTC相比,MPC算法简单、具有更好的动态响应特性.永磁同步电机系统四种控制策略的仿真研究表明:BSC具有较好的控制效果,而且能克服VC的缺陷;与DTC相比,MPC具有转矩和磁链脉动小、系统响应快的优点.     

中速磨煤机动态矩阵控制的仿真研究

以某电厂中速磨煤机为例,依据现场测试数据,采用测试建模方法,给出了中速磨被控对象的数学模型。根据动态矩阵预测控制理论,建立了中速磨煤机动态矩阵控制算法,利用Matlab仿真语言,编制了中速磨煤机动态矩阵控制程序,研究了中速磨被控对象参数变化范围。研究了输出误差加权矩阵、控制量加权矩阵,预测时域长度、控制时域长度,阶跃响应截断时间对控制质量的影响;在所有参数均为最佳的条件下,与常规PID控制进行了对比分析。大量的仿真研究表明,中速磨煤机动态矩阵控制优越于常规的PID控制。     

过程控制中的一种预测控制算法仿真研究

随着预测控制在过程控制中的应用,预测控制在算法和理论研究上取得了很大的进展。本文主要采用动态矩阵控制算法设计预测控制器,并分析动态矩阵控制算法各参数对系统控制品质的影响。仿真实例表明,通过合适的参数设计,它能得到好的控制效果。     

基于Matlab的测控系统动态性能优化与仿真

提出微位移传感器测控系统动态性能优化设计方法,建立系统数学模型和校正模型,借助Matlab控制系统工具箱、优化设计工具箱完成校正模型的参数寻优,实现测控系统动态性能的优化设计。仿真结果显示,该方法优化效果明显,拓展了工作频带,改善了系统的动态性能。     

时延与丢包情形下的网络控制系统量化反馈镇定

网络控制系统是通过实时网络来形成闭环反馈的控制系统。网络的介入会带来许多不确定因素,包括网络诱导时延和数据包丢失以及量化误差,它们会影响系统的稳定性,严重时甚至会导致系统失稳。本文针对短时延网络控制系统,考虑传感器-控制器和控制器-执行器两个通道都存在数据包丢失,在传感器到控制器端设立量化器,将系统建模为一个异步动态系统,利用异步动态系统指数稳定性理论、线性矩阵不等式工具分析了闭环系统稳定性,并基于MATLAB软件的线性矩阵不等式(LMI)工具箱实验仿真进行有效性验证,结果证明了方案的可行性,最后给出控制器参数的设计方法。     

MATLAB在模型参考模糊自适应控制系统仿真中的应用

该文详细介绍了用MATLAB（SIMULINK）语言对模型参考模糊自适应控制（MRFAC）系统进行仿真的步骤和方法，可以看出SIMULINK工具箱是控制系统动态仿真的有力工具，而且相对于以往任何一种仿真方法，MATLAB语言更方便，高效，具有无可比拟的优越性。     

某型雷达伺服系统动态性能仿真及优化

介绍了雷达伺服系统的主要功能、组成,有关动态性能指标要求和对雷达系统性能的影响,在分析比较了传统的雷达伺服系统动态性能设计方法的基础上,结合某型雷达伺服系统的实际,介绍了其工作原理,给出了俯仰回路的控制模型,建立了相应的仿真模型,利用MATIAB的SIMULINK对其动态性能进行了仿真,并在动态性能分析的基础上,利用NCD工具箱进行了优化设计,对利用SIMULINK分析复杂控制系统有一定的借鉴意义。     

基于状态空间模型的无线网络控制仿真研究

针对采用状态空间模型描述的几类无线网络控制系统,介绍了基于TrueTime的无线网络控制系统仿真程序的设计与实现问题。首先介绍了TrueTime工具箱的组成,然后给出了如何利用无线仿真模块实现基于状态空间模型描述的控制系统仿真方法。分别考虑当系统具有单输入多输出、网络诱导时延、数据丢包、时滞脉冲等特性时,利用TrueTime仿真工具箱,如何建立上述系统的无线网络控制仿真模型以及如何编写相应的程序代码。根据上述不同模型的仿真可以看出,对于不同的系统,他们的初始化设置基本相同,而任务代码却有很大的差别。仿真曲线符合理论结果,说明了仿真模型和程序代码的正确性与有效性。     

基于Matlab的模糊控制器设计及仿真

针对一阶线性时滞系统在工业控制中存在响应速度慢、静差问题,给出了一种模糊控制器设计。利用模糊集合的隶属度函数,模糊条件句和模糊控制规则,实现对一阶线性时滞系统的控制。利用Madab提供的模糊系统工具箱对控制器进行了设计,并在Simulink环境下对系统进行了建模和仿真。仿真结果表明,模糊控制器提高了一阶线性时滞系统的动、静态特性,使系统获得了良好的控制性能,具有较好的应用价值;     

A new sliding function for discrete predictive sliding mode control of time delay systems

The control of time delay systems is still an open area for research. This paper proposes an enhanced model predictive discrete-time sliding mode control with a new sliding function for a linear system with state delay. Firstly, a new sliding function including a present value and a past value of the state, called dynamic surface, is designed by means of linear matrix inequalities （LMIs）. Then, using this dynamic function and the rolling optimization method in the predictive control strategy, a discrete predictive sliding mode controller is synthesized. This new strategy is proposed to eliminate the undesirable effect of the delay term in the closed loop system. Also, the designed control strategy is more robust, and has a chattering reduction property and a faster convergence of the system s state. Finally, a numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed control.