网络环境下不敏感系统的分布式区域预测控制方法

针对二分图网络结构下的不敏感系统的可控性比较差的问题,本文提出了带有区域控制的分布式模型预测控制方法.该方法首先利用分支定界法对分布式控制系统结构进行最优设计;然后,结合区域控制提高控制系统的动态性能指标;最后,依据回路之间的关联性的强弱选择每个回路的控制方式(精确控制或区域控制).仿真结果显示带有区域控制的分布式预测控制系统的调节时间比没有带区域控制的分布式控制系统明显缩短;同时,通过对回路控制方式的选择增加了精确控制的智能体数量.仿真结果证明了利用分布式区域预测控制方法可以提高系统的容错性,通过对系统的可控性和关联性进行分析,可以在精确控制和区域控制之间寻找到最优组合,从而达到快速精确的控制效果.     

负荷频率控制系统的线性自抗扰控制

本文研究负荷频率控制系统的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection, LADRC)方法. 考虑负荷频率控制系统的模型及结构, 本文首先通过一仿真例子分析了二阶和三阶LADRC在单区域电力系统的控制性能,指出二阶LADRC在负荷频率控制中的限制. 随后本文针对负荷频率控制中存在的发电速率约束(generation rate constraint, GRC)这一实际问题, 提出一种anti-GRC补偿方案. 该方案将汽轮机理论输出与实际输出误差作为扰动输入, 利用扩张状态观测器进行估计, 从而使LADRC能够快速补偿该误差, 达到抗积分饱和的作用. 最后, 本文将LADRC设计方法推广到具有再热汽轮机和水轮机系统以及多区域电力系统. 仿真表明LADRC是一种独立于模型的普适性控制结构, 所需整定参数少, 能够取得比PID控制更好的抗干扰性能, 可以应用到负荷频率控制系统中.     

基于预测前馈控制的水电解槽槽温抗负荷扰动仿真研究

针对水电解槽槽温控制系统的负荷扰动前馈控制环节的超前项问题,提出一种带预测前馈的预测控制算法。仿真结果表明,该算法能达到理想的对负荷扰动信号进行前馈补偿的效果。     

神经网络预测及电力主变室多参数优化控制

针对变压器室通风散热这类多变量、非线性和时变的复杂控制系统,采用神经网络作为优化反馈控制器求解优化反馈解;利用预测控制的滚动优化具有克服室外温度干扰和不确定性影响的优势,通过滚动优化算法训练神经网络模型,同时对控制系统中负荷电流变化也采用神经网络进行预测,以实现被控对象的实时预测;利用该方法对变压器室通风散热系统进行理论分析和仿真,仿真结果表明系统具有较强的鲁棒性;最后应用于变压器室智能通风散热系统实际工程中,获得较好降温的效果。     

预测控制在连铸结晶器液位控制中的应用研究

介绍利用预测控制算法之一-增量型模型算法（IMAC）设计宝钢一连铸结晶器液位控制系统的过程,IMAC的引入使结晶器液位控制独具特色。仿真和对比研究表明,引入IMAC后系统的控制效果优于原先的PID控制,结晶器液位预测控制前景看好。     

基于T-S模糊模型的状态反馈预测控制

将T-S模糊模型和状态反馈预测控制相结合,提出了一种基于T-S模糊模型的预测控制算法.该算法把T-S模糊模型作为预测模型得到状态和输出的预估值,并利用可测的过程变量对输出预估值进行反馈修正,然后利用最优控制理论,由修正后的预估值和给定值计算出控制整个系统的控制律.本文还对串级CSTR控制系统的不同的初态、设定值及干扰情况下进行了仿真,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

非线性四容水箱预测控制研究

根据工业现场实际控制中实现预测控制的困难,提出了利用OPC通讯技术把Matlab与PLC/HMI工业控制系统进行集成,并实现预测控制的方案。文中还针对非线性四容水箱系统建立了机理模型,并通过在线辨识获得四容水箱模型的未知参数,从而对水箱液位进行控制。实际控制结果表明,预测控制能够很好地使水箱液位跟踪设定值,验证了该控制策略的可行性及有效性。     

具有多传输通道系统的网络化预测控制

本文研究了一类具有多传输通道网络化系统的控制问题,基于网络化预测控制方法,提出了一种改进型的分布式预测补偿方式,从而更有效地利用反馈数据来提高控制系统的性能.对闭环网络化预测控制系统进行分析,得到其稳定性条件,特别地,在模型精确已知和多传输通道的时延为定常的情况下,该条件将会退化为本地控制的闭环系统稳定性条件.上述结论的好处是网络化预测控制系统中状态观测器和控制器的设计可以参考本地控制.通过球杆系统算例验证本文所提方法的正确性和有效性.     

互联网环境下基于预测控制的闭环控制方法

针对基于互联网的控制系统中，网络数据传输普遍存在随机时延、数据时序颠倒和数据丢失而难以实现闭环实时控制的问题，提出一种基于预测控制思想的闭环实时控制方法．该方法通过对采样数据附加时间标志，选择和利用当前时刻所能得到的最新输出测量值进行在线校正，并在互联网上实现预测控制策略．在模型准确或模型失配情况下，控制效果与无网络传输环节时接近．仿真结果表明了该方法的有效性．     

计算受限控制系统的一种全资源预测控制方法

针对具有时变有限且不可预知计算资源的控制系统，提出了一种充分利用可用计算资源的预测控制策略和相应的控制器设计方法.该策略在控制系统可用计算资源充足时计算多步前向预测控制量，进而使用合适预测控制量在控制器因缺少计算资源无法运行时闭合系统，达到了在不要求额外计算资源前提下提升控制系统性能的效果.利用改进的模型预测控制方法设计了相应的控制器，并分别使用纯数值和MATLAB/LabVIEW联合仿真算例对所提出的方法进行了验证.     

单元机组负荷控制系统的动态矩阵方法研究

本文力图从对受控模型要求不太严格的非参数模型——阶跃响应出发,运用动态矩阵控制算法,建立一种基于模型预测控制技术的新型火电机组负荷控制系统,并对这种控制系统的实际性能进行仿真研究,仿真结果表明,控制性能良好。     

基于LPV 方法的Stewart 平台关节空间分散控制

为了提高Stewart 平台关节空间分散控制系统的性能,提出一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV) 方法的控制策略．首先建立了平台关节空间动力学模型;通过分析平台惯性矩阵,指出单支路 子系统等效负载变化以及子系统间的耦合干扰是分散控制需要处理的主要问题．然后将平台惯性矩阵分解为 一个对角阵与一个耦合阵之和,子系统间耦合作用视为对单支路的干扰,从而得到每个子系统的动力学方程． 最后针对子系统等效负载随着上平台运动而在较大范围内变化的特点,引入LPV 控制方法,使控制器参数能 够适应子系统负载变化,减少了保守性．仿真结果表明了所提方法的有效性．     

Robust ℋ2/ℋ∞/reference model dynamic output-feedback control synthesis

This article presents a new strategy to design robust model matching dynamic output-feedback controllers that guarantee tracking response specifications, disturbance rejection and noise attenuation. The proposed synthesis methodology, based on a multi-objective optimisation problem, can be applied to uncertain continuous or discrete-time linear time-invariant systems with polytopic uncertainty, leading to both full-order and reduced-order robust-performance dynamic controllers. The objective functions represent the ?_∞-norm of the difference between the closed-loop transfer function matrix, from the reference signals and the plant outputs and the reference model matrix, the ?_∞-norm of the closed-loop transfer function matrix from the disturbances and the plant outputs and the ?₂-norm of the closed-loop transfer function matrix from the measurement noises and the control inputs. An integral control action is also introduced in order to achieve zero steady-state error. In the case of MIMO systems, the proposed strategy can be applied to decouple the closed-loop control system choosing an appropriated reference model matrix. Two examples are presented to illustrate both SISO and MIMO systems control synthesis.     

基于MPC的单元机组负荷控制系统仿真

由于MATLAB的MPC工具箱支持动态矩阵控制算法，该文用MPC工具箱实现单元机组负荷系统的多变量动态矩阵控制，取得了比较满意的控制效果，大大简化了问题的研究，为预测控制的研究提供了一条新途径。     

互联电力系统鲁棒分布式模型预测负荷频率控制

负荷频率控制是现代互联电力系统运行的重要保障.本文针对含有不确定因素和负荷扰动的多区域互联电力系统提出了一种基于线性矩阵不等式参数可调节的鲁棒分布式预测控制算法.设计各个区域控制器目标函数引入相邻区域的状态变量和输入变量,同时考虑发电机变化速率约束和阀门位置约束,将求解一组凸优化问题转化成线性矩阵不等式求解,得到各个区域的控制律,在线性矩阵不等式中引入一组可调参数,将优化一个上限值转化成优化吸引区,降低算法的保守性.仿真结果验证了该算法在负荷扰动、系统参数不确定和结构不确定性情况下具有鲁棒性.     

模型预测控制算法在飞翼无人机中的应用研究

针对某小型无尾飞翼布局无人机,运用CFD方法分析了该无人机的气动特性,计算了气动导数及操纵导数,建立了模型预测控制算法的仿真模型,并运用动态矩阵控制算法设计了飞行控制系统。仿真分析与试飞结果表明,在具有输入输出等约束条件下动态矩阵算法优势明显,具有一定的工程应用价值。     

三级倒立摆的LQR方法优化参数控制

倒立摆是智能控制的理想对象。使用拉格朗日方程建立三级倒立摆系统的非线性数学模型,在平衡点处对其线性化,利用LQR（Linear Quadratic Regulator）最优控制理论,导出控制规律。通过对三级倒立摆一系列稳定摆动和加扰实验仿真曲线的分析,明确了加权矩阵Q中各权系数对系统稳定性控制的重要性,由此来优化权系数的选择。实验表明,系统显示出较好的鲁棒性和动态性能。     

多变量动态矩阵控制系统的闭环稳定性

定量分析了无约束多输入多输出（MIMO）动态矩阵控制系统的闭环稳定条件,首先基于脉冲响应模型重新描述了动态矩阵控制（DMC）算法;在此基础上,推导得到了MIMODMC系统的闭环稳定条件,以便于预测控制系统的分析与设计。     

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     

交流调速系统含负载扰动变化率的滑模控制

针对一类滑差频率型矢量控制交流调速系统，提出一种含负载扰动变化率的滑模控制方案，并给出观测负载扰动变化率的方法。仿真结果表明该方案能使系统获得优良的动静态性能，特别是系统对负载扰动具有很强的抑制能力。