基于递归神经网络模型预测控制的模型平稳切换

不同生产条件下的控制系统可视多模型控制系统,但多模型控制在模型切换时会引起系统的瞬态响应。采用递归神经网络建立系统的多个模型,基于模型预测控制进行控制模型切换,克服了模型切换时引起的系统瞬态响应,实现系统的平稳切换。并通过仿真表明这种切换策略明显改善了模型切换过程的动态性能。     

基于多模型的动态矩阵控制

针对动态特性随工况而变化的复杂工业过程,本文提出一种基于多模型的动态矩阵控制。根据被控对象参数的变化范围建立多个模型,同时建立以模型输出误差为变量的具有积分特点的指标切换函数。在每一采样时刻根据指标函数与实际对象最接近的模型,并将基于此模型的控制器切换为当前控制器。仿真结果表明对多工况的控制令人满意。     

基于混合逻辑的非线性系统多模型预测控制

针对已有的多模型预测控制算法在模型预测过程中采用局部线性模型进行预测而产生的预测误差较大这一问题, 本文将非线性过程的多模型描述与输出预测之间的因果关系以约束条件的形式引入到模型预测控制的设计中, 将非线性过程描述成为一个混合逻辑动态系统模型, 模型切换规则以先验知识的形式引入到多模型预测过程中, 该模型可以全局地表征非线性过程的特性, 从而解决了多模型约束非线性预测控制的模型预测与模型切换问题.     

基于动态模型库的多模型切换控制

针对含有有界扰动和模型参数跳变的离散时间系统,提出基于动态模型库的多模型切换控制方法.在模型参数范围未知情况下,利用在线学习的多模型自适应控制算法自动建立多模型,并对模型库中的子模型进行优化.采用具有积分特性的指标函数作为切换准则.在每一采样时刻根据其最小值来选择与实际系统最接近的模型,并将基于此模型的控制器切换为当前控制器.文中证明了该算法能够保证闭环系统的稳定性和跟踪误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该算法的有效性.     

一类工业运行过程多模型自适应控制方法

针对一类动态未知的工业运行过程,提出一种基于神经网络补偿和多模型切换的自适应控制方法.为充分考虑底层跟踪误差对整个运行过程优化和控制的影响,将底层极点配置控制系统和上层运行层动态模型相结合,作为运行过程动态模型.针对参数未知的运行过程动态模型,设计由线性鲁棒自适应控制器、基于神经网络补偿的非线性自适应控制器以及切换机制组成的多模型自适应控制算法.采用带死区的递推最小二乘算法在线辨识控制器参数,克服了投影算法收敛速度慢、对参数初值灵敏的局限.理论分析和仿真实验结果表明了所提方法的有效性.     

一类时变系统的多模型切换动态调节控制算法

当被控对象参数所在的不确定区域未知时,多模型切换调节等控制算法虽然最终可以使系统达到期望特性,但随着不确定区域的增大,系统需要增加大量的模型才能满足快速性等方面上的要求.因此,为了实现一类时变系统在只增加少量模型时便能够满足期望控制性能的目标,提出了多模型切换动态调节控制算法.此算法在不确定区域内分配若干上层模型,在双切换机制的监督下,利用动态分配方法,在最优上层模型所在的子区域分配出若干下层模型,在与自适应模型的协作中,设计最优控制器,保证了系统的暂态和稳态响应.在数值仿真与故障卫星系统的仿真研究中,结果表明了多模型切换动态调节算法在暂态性能方面优于多模型切换调节算法,并验证了此算法的有效性.     

应用模型预测控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制

利用传统协调控制策略或模型预测控制(MPC)方法能够解决离合器模式切换的平顺性,但其改善效果不显著,且缺乏深入的细化研究.因此,为了改进混合动力汽车有离合器结合的模式切换过程中的平顺性,本文基于MPC制定有离合器模式切换过程的动态协调控制策略.在对混合动力系统有离合器模式切换模型进行简化的基础上,开展MPC在模式切换动态协调控制过程的原理描述,以减小有离合器模式间切换的冲击度进行基于MPC动态协调控制策略设计,并对不同权重下的冲击度进行了详细的对比.通过实验验证,其结果表明采用MPC的模式切换协调控制最大冲击度从26.3 m/s³下降至9.26 m/s³,降低了64.8%,明显的抑制了模式切换过程中的冲击度,有效的改善了模式切换的平顺性.     

基于权值范围设置的多模型稳定切换控制研究

针对线性加权多模型切换过程中权值难以确定问题,提出了具有Lyapunov函数的多模型稳定切换的充分条件,依据该充分条件可以确定加权多模型的权值范围和快速获取加权因子的取值,实现多模型的平滑切换.所提出的充分条件克服了多模型子系统必须稳定的苛刻条件,通过对自主水下机器人多运动模型切换过程的仿真实验表明,依据权值范围所给定的加权因子能够保证加权多模型切换过程中的渐近稳定性.     

动态电源管理的随机切换模型与策略优化

提出一种基于连续时间Markov决策过程的动态电源管理策略优化方法.通过建立动态电源管理系统的随机切换模型,将动态电源管理问题转化为带约束的策略优化问题,并给出一种基于矢量合成的策略梯度优化算法.随机切换模型对动态电源管理系统的描述精确,策略优化算法简便有效,既能离线计算,也适用于在线优化.仿真实验验证了该方法的有效性.     

丙烯聚合动态模型在牌号切换过程中的应用

分析了聚丙烯牌号切换过程中的过渡策略,并在Hypol工艺上,利用丙烯聚合动态模型和熔融指数(MFR)的软测量,结合工业实际生产数据,对聚丙烯的牌号切换过程进行了模拟,结果显示,利用丙烯聚合动态模型可以如实地反应聚丙烯的牌号切换过程,通过模拟的结果,可以找出最佳牌号切换策略,制定出最佳的生产过渡方案,取得明显的经济效益.     

基于动态信息模型的LPN路经规划方法

提出了一种新的基于动态信息模型的LPN路径规划算法。在规划方法中结合障碍物的动态信息在动态环境中能表现出更好的性能。针对原有动态信息模型的不足进行了分析和改进，提出了新的动态信息模型，并结合LPN梯度算法进行路径规划。通过仿真实验与在RoboCup中型组机器人上的测试表明了该方法的有效性。     

光伏并网逆变器MLD建模及预测控制算法

光伏并网逆变器传统的开关函数模型在并网过程中的动态响应速度慢,影响了逆变器溃入电网的电能质量。为了解决这一问题,提高光伏并网逆变器的供电质量,分析光伏并网逆变器的混杂特性,通过对逆变器的开关动态引入逻辑变量,建立MLD模型,提出一种基于该模型的预测控制算法。仿真结果表明,基于MLD模型的预测控制算法改善了光伏并网系统的动态性能,达到并网要求条件的时间更短,验证了所提方法的可行。     

带有开关机制的通用学习网络的参数和时间延迟的学习

研究了一种新的带有开关机制的ULN建模方法, 不仅对其中的参数而且对时间延迟都进行了调整以适应非线性系统的建模要求. 对非线性系统识别问题的仿真结果表明, 所提方法具有比仅使用参数优化的传统方法更好的性能. 还用带有开关机制的ULN对网络规模是如何影响动态系统泛化能力的问题进行了研究.     

基于可行模型集合方法的多模型切换控制

对含参数跳变的一类具有有界干扰的多输入多输出系统,为改善系统的瞬态响应性能,采用由多个固定模型和两个自适应模型组成的多模型,并引入切换指标函数构成多模型切换控制器。为克服多模型方法计算量大的缺点,采用可行模型集合方法,给出了可行模型应满足的必要条件。应用这一必要条件,对系统的多个模型进行检验,可快速缩小模型可行集合的范围,再通过切换指标函数,在可行模型集合中选择正确的控制器,从而在不降低系统响应性能的前提下,提高计算速度。     

无刷直流电机调速系统神经网络自适应滑模变结构控制

为了提高无刷直流电机调速驱动系统的性能,提出神经网络自适应滑模变结构控制策略。推导无刷直流电机端电压与转速之间的微分方程,运用滑模变结构控制理论,通过调节端电压来实现转速控制;为了有效抑制系统在滑模切换面上的抖振采用自适应算法调整滑模增益的大小;从实际应用的角度出发,利用神经网络对非线性函数的任意精度拟合性,设计径向基函数神经网络估计器对控制量中广义扰动进行动态估计。仿真和实验结果表明采用本文提出的方法控制无刷直流电机,超调量小,速度响应快,控制精度高,且系统对各种干扰和参数摄振具有较强的鲁棒性,动、静态性能均优于PID控制。     

一种设计仿人智能控制器特征模型的新方法

特征模型的设计是仿人智能控制理论中十分重要的组成部分之一.文中从某些时域性能指标出发,提出了一种设计(e-t)信息空间特征模型的新方法,通过引入特征点、特征直线等概念,直接建立了仿人智能控制的特征模型与系统的上升时间tr、超调量δp和峰值时间tp等性能指标的定量关系,并用于实时调整特征状态的切换阈值,实现了对特征模型的动态设计.仿真实验结果表明了该方法的适用性和有效性.     

基于模型切换的自适应背景建模方法

提出了一种基于模型切换的背景建模方法 (MSBM). 该方法以熵图像为纽带, 实现了不同精细程度的背景模型在空间上的自适应选取和在时间上的自适应切换. 对于亮度分布复杂度高的背景区域采用精细的模型以保证运动目标检测的精度, 反之采用简单的模型以降低计算量. 通过模型结构自适应结合参数自适应, 很好地兼顾了检测精度和计算代价. 基于高斯混合模型和时间平均模型的双模型切换式运动目标检测算法被用于实验研究, 结果表明这种算法的检测效果和单独采用高斯混合模型的检测效果相当, 而计算速度却比后者提高很多.     

基于干扰估计的非对称运动下飞机刹车系统模型预测控制

针对飞机在非对称运动下的双侧机轮协调控制问题, 提出一种基于滑模干扰估计的模型预测控制方法. 首先, 通过对飞机制动过程横纵方向力矩机理分析并分别考虑左右机轮对刹车性能的影响, 建立全面刻画系统动态的地面滑跑动力学模型. 在此基础上, 设计滑模观测器对侧风干扰进行实时估计, 利用补偿机制实现对侧风扰动的有效抑制. 此外, 提出基于前轮荷载状态门限特征和结合系数阈值范围特征的分析方法, 解决切换跑道环境辨识问题. 设计非线性模型预测算法, 实现飞机纵向防滑刹车和横向跑道纠偏的协调控制. 最后, 在侧风干扰、跑道切换以及不对称着陆等情况下进行仿真实验, 验证了所提出的控制策略能够有效提升刹车系统的防滑效率及纠偏性能.