燃料电池温度模糊自适应控制

如何控制燃料电池温度性能是燃料电池的一个重要问题。首先基于模糊辨识建模方法建立质子交换膜燃料电池温度性能的T-S模型。模型结构简单,精度高,方便地应用于质子交换膜燃料电池系统控制中。其次针对该模型设计电堆温度的模糊自适应控制器。最后在Matlab平台进行仿真,模糊自适应控制器在较大幅度变化的系统参数下都得到较好的控制性能,证明模糊自适应控制系统具有很好的鲁棒性和良好的控制品质,能够满足质子交换膜燃料电池温度控制系统的要求。     

基于ZigBee的蔬菜大棚无线监控系统设计

为了解决有线的农业蔬菜大棚监控系统的维护复杂且成本较高的问题,设计了一种基于ZigBee的无线传感器网络监控系统.该系统能够通过无线传感器实现对大棚各参数的采集,通过无线多跳网络将数据传送到服务器并存储分析,为温度和湿度等控制提供决策依据.实际系统产品已开发完成,并进行了完整的现场测试,测试结果表明,该系统监控效果良好,且实现简单,成本较低.     

基于速率的反馈拥塞控制的最优化问题研究

基于速率的反馈拥塞控制用于ＡＴＭ网络中可用位速率（ＡＢＲ）流量控制。可用位速率业务需要最优和稳定的流量控制器来保证高的吞吐量和保证网络的稳定性。本文采用线性控制理论来设计基于速率的流量控制器。这个控制器是一个简单的比例控制器,使用品质因数来优化参数。文中证实了最优化控制器对系统参数的最小依赖性。     

电动汽车燃料电池电压温度参数的逆控制优化

燃料电池的温度和电压是影响电动汽车性能最关键的两个参数;由于电动汽车燃料电池的温度和电压具有较强的非线性和耦合性的特点,使得传统的线性系统理论无法适用;为此,提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的燃料电池逆控制优化算法;利用LS-SVM建立燃料电池逆模型,利用RLS算法对燃料电池逆模型进行校验,利用ε-滤波方法对控制器进行在线参数调节;仿真结果证明该逆控制方法能够快速准确地对燃料电池中电压和温度进行精确解耦控制,保证了电动汽车对燃料电池的性能要求。     

一种RBF神经网络自适应PID控制器在超临界温度系统的应用研究

将传统PID控制器参数优化和径向基函数（RBF）神经网络结合,提出了基于RBF神经网络的PID控制器。将该控制器用于某超临界电厂温度系统中,由RBF网络对温度控制系统进行在线辨识,建立其在线参考模型并为PID控制器提供信息,控制器通过在线的自学习不断进行适应性控制,从而实现参数在线自调整,优化误差性能指标。MATLAB仿真结果表明,控制器对超临界温度系统有较好的控制效果,不仅跟踪性能良好,而且抗干扰性较强,鲁棒性较好。     

基于BF-PSO的船舶电站柴油机分数阶控制器

针对船舶电力系统的频率稳定性问题,对船舶电站柴油机调速系统设计了分数阶PIλDμ控制器。采用细菌觅食-粒子群混合优化(BF-PSO)算法对分数阶PIλDμ控制器参数进行优化整定,解决了分数阶PIλDμ控制器整定参数多、设计复杂的问题。对分别采用分数阶PIλDμ控制器和传统整数阶PID控制器的柴油机调速系统进行了仿真和对比。结果表明,在同等条件下优化得到的分数阶PIλDμ控制器能够有效抑制模型参数摄动,鲁棒性更强,具有更好的控制效果。     

基于BP算法PID控制器的研究

文中主要研究了基于BP算法的PID控制器在非线性系统中的控制效果以及对权值整定初始化的优化.在介绍BP网络基本原理的基础上以非线性控制系统Simulink仿真为例,使用基于BP算法的PID控制器对该系统进行优化和整定,并结合Nguyen-Widrow初始化算法为层产生初始权重和偏置值,使得每层神经元的活动区域能大致平坦地分布在输入空间,实现了对PID参数的实时调节,并且使神经网络的学习和收敛速度加快,大大改善系统的初始运行的稳定性.仿真结果表明,基于BP算法的PID控制器在非线性控制系统中对其参数优化整定具有良好的效果.     

直流电机调速系统仿真研究

研究无刷直流电机神经网络的PID控制.针对传统的双闭环PID控制器对控制参数难以适应,抗干扰能力差,对无刷直流电机进行控制时速度较慢、稳定性较差的缺点,为解决上述问题,提出了一种改进的BP网络PID控制的直流电机调速系统.首先确定改进的BP网络的结构,计算BP网络各层输入和输出,再选择增量式数字PID控制算法,计算控制器的输出,对PID控制参数进行自适应修改从而对直流电机进行调速.仿真结果表明,在提高调速系统的稳定性、响应速度、参数适应性和鲁棒性,同时根据对象输出的变化实时调整参数,改善了系统控制存在的稳态精度不高的问题.     

基于混合粒子群算法的多变量解耦控制器优化

研究薄膜厚度系统控制器优化问题,由于神经网络初始权值难以确定,使PID神经网络对控制器参数的自适应、自学习能力变差,最终导致控制效果不理想.为了解决这一问题,提出一种混合的粒子群算法,用来优化神经网络初始权值,进而实现控制器的优化,并应用于薄膜厚度控制系统.仿真结果表明:与PID神经网络控制器相比,优化后的控制器更好的实现了多变量控制系统的解耦控制,提高了控制器参数的自适应自学习能力,控制效果明显,并且系统的鲁棒性较好.     

YLKJ-3000数字化粮情监控系统性能测试

针对YLKJ-3000型数字化粮情测控系统性能进行了相关试验,介绍了数字式温度湿度传感器、数字总线远程采集单元、PLC自动控制器、系统软件和测试结果等。实际运行结果表明:该系统具有技术先进、灵敏、稳定可靠、兼容性好。     

基于FBFN 的鲁棒仿生学习系统设计及在运动平衡控制中的应用

针对两轮直立式机器人的运动平衡控制问题,结合OCPA 仿生学习系统,基于模糊基函数,设计了一 种鲁棒仿生学习控制方案．它不需要动力学系统的先验知识,也不需要离线的学习阶段．鲁棒仿生学习控制器主要 包括仿生学习单元、增益控制单元和鲁棒自适应单元3 部分．仿生学习单元由模糊基函数网络（FBFN）实现,FBFN 不仅执行操作行为产生功能,逼近动力学系统的非线性部分,同时也执行操作行为评价功能,并利用性能测量机制 提供的误差测量信号,产生取向值信息,对操作行为产生网络进行调整．增益控制单元的作用是确保系统的稳定性 和性能,鲁棒自适应单元的作用是消除FBFN 的逼近误差及外部干扰．此外,由于FBFN 的参数是基于李亚普诺夫 稳定性理论在线调整的,因此进一步确保了系统的稳定性和学习的快速性．理论上证明了鲁棒仿生学习控制器的稳 定性,仿真实验结果验证了其可行性和有效性．     

具有通信约束的网络控制系统动态调度与H∞控制协同设计

针对一类具有通信约束的随机时延网络控制系统,提出一种基于试一次丢弃(try-once-discard,TOD)动态调度策略与鲁棒H∞控制器协同设计的方法.考虑通信约束和随机时延的影响,将系统建模为一类具有参数不确定性的离散切换系统,并采用切换系统和Lyapunov稳定性理论,给出了TOD调度策略下使闭环系统渐近稳定的鲁棒H∞控制器设计方法.最后通过仿真验证了方法的有效性.     

一类基于观测器的非线性网络化控制系统的绝对稳定性

主要考虑了基于观测器的Lurie网络化控制系统的绝对稳定性问题. 由于采用了基于观测器的反馈控制器, 传感器到控制器的网络诱导时延和控制器到执行器的网络诱导时延不再能合并到一起处理. 首先通过状态增广方法将Lurie网络化控制系统建模为一个多时滞的Lurie系统, 然后利用Newton-Leibniz公式和添加自由权矩阵的方法给出了时滞依赖的稳定性条件. 在此基础上, 给出三种求解控制器和观测器增益矩阵的方法. 此外, 还分别给出了被控对象存在范数有界不确定性和结构不确定性时系统的鲁棒稳定性条件及鲁棒控制器设计方法, 所有得到的结果都是以线性矩阵不等式的形式给出的. 便于利用线性矩阵不等式工具包进行求解. 最后, 通过两个仿真算例说明了方法的可行性和有效性.     

套代数框架下网络控制系统的鲁棒稳定性分析

研究级联双端口网络控制系统在被控对象、控制器和双端口通信信道中同时存在扰动的稳定性问题.当网络控制系统通过一系列双向通信信道进行信号传输时,系统建模为通过级联双端口网络进行连接.由于通信过程中会发生信息的失真和干扰,考虑双端口信道传输矩阵中的H_∞范数有界扰动以及被控对象和控制器中的gap型扰动,得到基于通信信道扰动服从范数有界时闭环系统与网络控制系统鲁棒稳定之间的关系,同时也以几何不等式的方式给出判定网络控制系统鲁棒稳定性的充分条件.数值算例表明结论是有效的.     

变采样网络控制系统的鲁棒控制

对于线性时不变控制对象,在控制器和控制对象都采用时间-事件驱动时系统就变成便采样网络控制系统,当网络时延不确定时,在小于或者等于一个变采样周期时,基于动态输出反馈对变采样网络控制系统进行建模,使用李雅普诺夫方法和线性矩阵不等式研究了系统的鲁棒稳定性,并设计了鲁棒控制器,最后给出实例证明在鲁棒控制器的控制下系统稳定。     

不确定时滞模糊系统的鲁棒H∞网络控制

A robust H_∞networked control method for Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with uncertainty and time delay is presented.A state feedback controller is designed via the networked control system (NCS) theory.Sufficient condition for robust stability with H_∞performance is obtained.Network-induced delay in network transmission and packet dropout are analyzed. Simulation result shows the validity of this control scheme.     

Experimental results applying second order sliding mode control to a PEM fuel cell based system

A robust control solution is proposed to solve the air supply control problem in autonomous polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) based systems. A Super Twisting controller is designed using a nonlinear model of a laboratory fuel cell test station, even a Lyapunov based stability discussion is included. Subsequently, the proposed control strategy is successfully implemented in the laboratory test bench. Highly satisfactory results are obtained, regarding dynamic behaviour, oxygen stoichiometry regulation and robustness against uncertainty.     

基于数字水印的网络控制系统回放攻击检测

随着网络技术在控制系统中的广泛应用, 如何处理数据回放及数据篡改等网络攻击行为是广大科技工作 者必须考虑和解决的一个问题. 在构建包含控制网络和检测网络的控制系统基础上, 本文给出了一种网络控制系统 的数学模型, 并详细阐述了其传感器节点到控制器节点的数据传输方法. 考虑到控制器节点遭受回放攻击的实际 情况, 通过数据帧中添加时间戳和水印数据, 并采用拟合优度检验等相关策略, 由此提出一种新的异常行为检测方 法. 仿真结果表明, 该方法在一定程度上能够有效并快速地检测出针对控制器的回放攻击行为, 具有应用前景和推 广参考价值.     

一类不确定时滞网络控制系统的鲁棒容错保成本控制

针对一类具有时滞且模型中具有参数摄动的网络控制系统,研究在执行器发生故障的情况下系统具有鲁棒保成本可靠控制器设计问题。根据Lyapunov稳定性理论和容错控制理论得到满足系统存在鲁棒保成本控制器的一个矩阵不等式,进而将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式,从而得出系统渐近稳定的充分条件和系统的保成本上界。最后用实例仿真证明结论的有效性。     

Aperiodic event-triggered robust model predictive control for linear parameter-varying system with round-robin protocol

This article investigates the robust model predictive control (MPC) problem for networked control systems represented by the linear parameter-varying model, in which an event-triggered strategy and the round-robin (RR) protocol scheduling locate at the sensor-to-controller and controller-to-actuator channels, respectively. By considering the problems of system state immeasurable and communication burden in engineering application, an output feedback controller that combines the aperiodic event-triggered strategy is applied, where the triggering condition is designed in a time-varying fashion. In addition, in order to avoid unexpected data collisions, the RR protocol is utilized to schedule a shared network and guarantee the efficiency of the control system. The controller parameters are obtained by solving an online convex robust MPC optimization problem, and the feasibility of the optimization problem and closed-loop stability are also addressed. The effectiveness of the proposed theoretical results is illustrated by a numerical simulation example.