使用黄金分割法的管道压力系统自适应控制（英文）

压力是工业过程控制常用参数,为了探索黄金分割自适应控制在工业过程控制中的应用技术,本文将其应用于水流管道的压力控制.利用控制实验平台,搭建了以变频调速驱动水泵的压力控制实验系统.阐述了特征建模与黄金分割自适应控制对该系统的适用性和稳定性,并通过分析确定了特征模型类型和控制算法.考虑到时延的影响,采用数字外推预测算法对管道压力误差进行处理.对控制方案进行了仿真分析,完成了与黄金分割自适应控制相关的管道压力控制实验.实验结果表明,黄金分割自适应控制能够实现管道压力的高精度控制,现场调试简单,该控制方案的优越性得到了验证.     

一类欧-拉系统的全系数自适应控制研究

对于动力学方程未知的全驱动多变量欧-拉系统,进行了基于特征模型的全系数自适应控制方法研究.根据全系数自适应控制思想,针对全驱动欧-拉系统提出了差分方程形式的特征模型,并得到该特征模型各系数的一些性质.基于建立的特征模型,提出多变量黄金分割控制律和相应的自适应控制策略,并对闭环系统的稳定性进行了分析.最后对两连杆的空间机器人进行了仿真,仿真结果表明了该自适应控制方法的优越性.     

一类参数时变工业过程的MRAC设计与仿真

针对一类典型的参数时变的实际工业过程,基于模型参考自适应控制(MRAC)理论,提出了一种新的自适应控制方案.分析了实际工业生产过程中的复杂性,应用MRAC理论设计了自适应控制器,给出了给控制方案的稳定性分析.最后,在MATLAB环境下对一个典型的工业过程进行了仿真实验,分析了这种种控制方案的优越性.仿真结果表明该控制方案的优越性和在实际工业过程中的重要应用价值.     

锅炉过热蒸汽压力控制系统设计与实现

针对工业过程中具有大惯性、大滞后和模型参数时变等特性的蒸汽出口压力系统,采用常规PID控制方法,往往无法得到满意的控制效果.为此,提出采用三自由度内模控制-模糊自适应PID算法,通过最小二乘原理辨识主蒸汽压力对象的内部模型,实现对蒸汽出口压力系统的串级控制.该控制系统融合了模糊控制、内模控制、PID控制3种方法的特点,程序设计简单,便于工业应用.通过仿真和PCS7实验表明,该方案增强了系统抗干扰能力和鲁棒性能,改善了系统的控制品质.     

基于过程控制的综合实验装置设计

分析了过程控制在现代工业发展中的重要地位以及研制该实验装置的背景、必要性和目标,介绍了该过程控制实验系统的设计思想、基本组成、主要功能和特点,在保留经典控制方法的前提下重点研究了现代控制方法在过程控制中的应用,实现了对液位、温度、流量的多方案计算机直接数字控制(DDC)。     

基于系统特征的自适应被动容错控制及其应用

本文在黄金分割鲁棒自适应控制器的基础上，设计了一种自适应被动容错控制器，能在线辨识对象特征模型，在线提取系统动态性能特征和故障特征，对控制系统执行机构和测量部件的某些软故障具有被动容错能力。与传统ＰＩＤ控制的对比仿真充分说明了这种控制方案的优越性。     

基于Internet远程过程控制实验系统的设计与实现

描述了以过程控制实验装置为对象的基于Internet远程控制实验系统。该系统可为远程实验提供常规PID控制、模糊控制、模糊自适应整定PID控制、基于BP神经网络整定PID控制、串级控制等五种控制方法;可在线进行实验结果分析与评价,也可支持离线数据分析;实现了视频图像的远程实时传输。测试结果表明此远程过程控制实验系统它能够满足过程控制实验的需要,系统具有易扩展、交互性好、操作简单、实验过程显示直观等特点。     

基于RTW的非线性水箱液位自适应控制系统

以HUATEC A3000高级过程控制实验系统中的一类非线性液位水箱系统作为被控对象进行建模,推导了对该非线性对象进行控制的基于梯度法的模型参考自适应控制算法并仿真.应用基于RTW的快速原型化开发工具,实现了算法验证并且进行了实时控制.证明该算法的有效性,并且具有较好的非线性控制性能,可以随工作点的变化自适应控制参数.     

神经网络补偿的特征模型控制方法

针对一类未知对象参数的控制问题,设计了一种基于神经网络补偿的特征模型控制方法.利用特征建模思想建立对象的时变差分方程,并在黄金分割自适应控制律的基础上,通过引入一个神经网络监督控制器,对特征模型在动态建模过程中的产生的误差起到前馈补偿作用,进一步改善了系统的动态控制性能;同时在系统受到外扰情况下,利用黄金分割控制律的反...     

输油泵模糊控制器的设计及优化

由于大容量输油泵系统存在严重的非线性和时变性, 管道流量、输油泵入口压力及出口压力三个参数之间又存在耦合关系, 采用传统的PID控制器难以实现对流量、入口压力、出口压力的良好控制. 针对输油泵系统的特点, 提出了一种由两个模糊控制器组成的输油泵控制方案, 并应用改进的遗传算法对隶属函数和融合因子进行了优化. 仿真结果表明, 该控制器能够对管道流量、入口压力、出口压力进行协调优化控制.     

基于特征模型的挠性结构自适应振动控制

航天器是一种由中心刚体和挠性附件组成的刚柔耦合复杂系统，由于系统调姿或外部扰动作用时将引起振动，尤其是在平衡位置的小幅度振动对姿态稳定度和指向控制精度严重影响，并且难以控制．为了解决该问题，采用基于特征模型的黄金分割自适应控制方法，并引入逻辑微分阻尼项进行振动主动控制．建立了刚柔耦合结构实验平台，进行了包括位置设定点及转动振动主动控制的算法实验比较，结果表明，采用的基于特征模型的方法得到了比较理想的振动抑制效果，尤其是对低频小幅值振动的抑制，在相同条件下，与传统控制方法相比，大大减少了振动抑制的时间．实验研究表明采用的算法快速抑制振动的有效性．     

黄金分割在自适应鲁棒控制器设计中的应用

本文基于全系数自适应控制理论[1],介绍黄金分割自适应鲁棒控制器的设计方法及其实 际应用,并从理论上证明了:在采样周期满足一定条件下,对于参数未知、线性定常或慢变的 二阶对象,黄金分割自适应控制器可以保证控制系统在起动过程中的稳定性和良好的过渡特 性.从而为二阶系统在初始过渡过程阶段实现自适应控制提供了理论依据.本文最后给出了 仿真研究结果.     

基于工控组态软件的模型参考自适应液位控制系统的设计

针对FESTO过程控制系统液位站中的液位控制问题,提出了一种利用工控组态软件和ActiveX特性扩充组态软件控制功能实现模型参考自适应控制的新方法;重点描述了控制策略、现场信号和组态软件之间的有机结合,为在工业控制领域中使用组态软件来完成复杂的控制算法开辟了新的途径;从实验结果的两组响应曲线可以看出,采用自适应控制时系统的性能指标要优于常规PID控制;因此,可以证明文中设计的自适应控制系统可以实现对液位的稳定控制;系统具有形象直观、实时性好、编程简单等特点,满足了工业控制的要求。     

Adaptive control of a water supply system

This paper deals with the application of discrete-time adaptive control to a freshwater supply system. The main control objective is to regulate the consumption of water-flow by controlling the water pumps discharge. The adaptive control implemented is based on the linear quadratic control approach. A single input/output model is used for the control purposes. The model parameters are estimated on-line using a robust recursive least-squares (RLS) identification algorithm. Experimental results show the performance of this adaptive scheme and its ability to control the water distribution process.     

虚拟未建模动态补偿驱动的双率自适应控制

工业换热过程是蒸汽与循环水在换热器中进行热交换,使供水温度达到工艺规定的目标范围内的复杂工业过程.由于存在蒸汽压力、回水流量波动以及换热器内管壁结垢的扰动,导致被控对象模型参数发生未知随机的大范围变化,使控制器积分作用失效,造成内环蒸汽流量和外环供水温度波动,相互影响,甚至谐振.针对上述问题,利用工业换热过程运行在工作点附近的特点,用确定性低阶线性模型和虚拟未建模动态来描述被控过程.将自适应信号法与双率控制技术相结合,提出了以蒸汽流量为内环输出、以供水温度为外环输出的双率自适应控制器,并给出了该控制器的稳定性和收敛性分析.本文将工业换热过程机理模型作为被控对象,进行了半实物仿真.结果表明,对于工业换热过程,在模型参数大范围变化时,本文提出的控制方法可以将供水温度控制在工艺要求的目标范围内.     

Robust adaptive fault tolerant control for a process with actuator faults

This paper studies design and implementation of an enhanced multivariable adaptive control scheme for an uncertain nonlinear process exposed to actuator faults. For adaptive fault compensation, a model reference adaptive control (MRAC) strategy is utilized as main controller. A new adaptation algorithm making possible to improve transient performance of adaptive control is integrated to the controller. With the help of further modifications, some restrictive conditions on multivariable adaptive design are relaxed so that the system requires less plant information. The resulting controller has a simpler structure than the other matrix factorization based controllers. At the final stage of design, a robust adaptive control scheme is obtained with consideration of practical implementation problems such as sensor noises, external disturbances and unmodeled​ system dynamics. It is proved that the controller guarantees closed-loop signal boundedness and asymptotic output tracking. Real-time experiment results acquired from quadruple tank benchmark system are presented in order to exhibit the effectiveness of the proposed scheme.     

基于信息融合算法的管道泄漏检测技术研究

基于目前已经在石油输送管道中应用的SCADA系统，将信息融合技术应用于管道泄漏检测系统中；该方法应用管道泄漏时的多种特征信号，采用最优加权融合算法将多元信息综合处理，扩展了时间和空间上的检测范围，提高了泄漏检测系统的灵敏度和可靠性。在实验室用水泵和不锈钢管道组成的水循环系统进行了模拟实验，通过对比验证了信息融合检漏方法比单一检漏方法具有明显的优越性。     

基于自适应免疫算法的输油管道泄漏定位研究

通过分析管道泄漏产生的负压波在传播过程中速度的变化,推导出波速随温度变化的公式,并将管道泄漏点定位问题转化为函数优化问题.在此基础上,提出一种自适应免疫算法,并将该算法应用到输油管道泄漏定位问题上.实际算例计算表明,自适应免疫算法在优化问题中优于遗传算法和常规免疫算法,能有效解决泄漏定位问题.