铝土矿连续磨矿过程球磨机优化控制

针对铝土矿连续磨矿过程球磨机节能降耗问题以及铝土矿来源复杂、品位差异大等特点,提出了球磨机多目标多模型预测控制方法.该方法首先建立状态空间浓度预测模型和粒级质量平衡加权多模型细度预测模型.然后构建了包含磨机排矿浓细度区间控制和经济性能指标的多目标优化结构的多模型预测控制策略.最后采用乘子罚函数法求解控制器局部最优解.仿真及现场试验结果表明了该方案的有效性.     

基于案例推理增强学习的磨矿过程设定值优化

磨矿粒度和循环负荷是磨矿过程产品质量与生产效率的关键运行指标,相对于底层控制偏差,回路设定值对其影响要严重的多.然而,磨矿过程受矿石成分与性质、设备状态等变化因素影响,运行工况动态时变,难以建立模型,因此难以通过传统的模型方法优化回路设定值.本文将增强学习与案例推理相结合,提出一种数据驱动的磨矿过程设定值优化方法.首先根据当前运行工况,采用基于Prey-Predator优化的案例推理方法,决策出可行的基于Elman神经网络的Q函数网络模型;然后利用实际运行数据,在增强学习的框架下,根据Q函数网络模型优化回路设定值.在基于METSIM的磨矿流程模拟系统上进行实验研究,结果表明所提方法可根据工况变化在线优化回路设定值,实现磨矿运行指标的优化控制.     

一种开环输出反馈预测控制

考虑状态不可测且具有多胞不确定性的系统.本文通过定义参数依赖的顶点控制作用,提出一种基于多胞描述模型的启发式开环输出反馈预测控制方案,其中顶点控制作用依赖于多胞描述模型参数,由多胞顶点值构成.在工业预测控制的框架下,方案包含开环预测、稳态目标计算、动态控制3个模块.上层稳态目标计算模块采用稳态模型优化得到稳态目标值,下层动态控制跟踪由稳态目标值计算得到的多胞顶点稳态目标值.考虑到工业预测控制中稳态目标计算模块常采用线性模型,本文通过在多胞描述模型中加入人工干扰进而改进控制方案,使得上层稳态目标计算模块可直接采用改进的稳态多胞描述模型,下层基于改进的动态预测方程跟踪顶点稳态目标值.通过仿真分别验证了两种方法的可行性和有效性.     

基于神经网络的球磨机出力软测量模型研究

球磨机出力检测和控制是球磨机自动控制的重要内容,然而,目前在实际生产过程中,球磨机出力缺少有效可靠的检测手段,因此很难实现优化控制.结合基于神经网络的软测量和混沌信息处理技术两者的优点,建立球磨机出力软测量模型.该模型不仅能预估稳态下球磨机出力,且对动态过程中球磨机出力的在线估计也切实有效,从而为球磨机的出力监测、给煤...     

非线性系统的多模型DMC解耦设计

针对工业生产过程大多为多输入多输出非线性系统,干扰因素多,耦合作用强,常规控制方法难以获得满意控制效果的特.提出一种基于动态矩阵控制(DMC)的多模型控制方法,采用误差指标切换函数作为切换准则,根据其最小值来选择与实际最接近模型,并将基于此模型的控制器切换为当前控制器.结合目标函数解耦方法,在模型中考虑其他通道输入对当...     

优先级多目标稳定化约束模型预测控制

针对目标函数的不同优先级问题, 提出一种约束多变量线性定常系统的稳定化多目标模型预测控制策略. 首先, 基于多目标优化理论给出多目标预测控制问题的字典序最优解结果, 并在此基础上考虑目标函数的优先级, 重 新将多目标预测控制问题定义为字典序多目标预测控制问题; 然后, 采用终端约束、终端罚函数和局部状态反馈律 等三要素, 证明多目标预测控制闭环系统是渐近稳定的; 最后, 通过一个仿真实例验证了所提出方法的有效性.

     

约束非线性系统稳定经济模型预测控制

考虑约束非线性系统,提出一种新的具有稳定性保证的经济模型预测控制（Economic model predictive control,EMPC）策略.由于经济性能指标的非凸性和非正定性,引入关于经济最优平衡点的正定辅助函数.利用辅助函数的最优值函数定义原始EMPC优化问题的稳定性约束.应用终端约束集、终端代价函数和局部控制器三要素,建立闭环系统关于经济最优平衡点的渐近稳定性和渐近平均性能.进一步,结合多目标理想点概念,将提出的控制策略用于多个经济性能指标的优化控制,得到稳定多目标EMPC策略.最后,以连续搅拌反应器为例,比较仿真结果验证本文策略的有效性.     

基于组合核函数的径向基过程神经网络及其在示功图诊断中的应用

针对复杂时间信号动态模式分类问题,提出了一种基于局部核函数与全局核函数组合的径向基过程神经网络(RBFPNN)模型。考虑时间信号过程特征的多样性和复杂性,以及核函数对信号分布形态特征的局部与全局表征能力,通过将具有全局性质的多项式核函数与具有局部性质的高斯核函数进行线性叠加,构成组合核函数,以此建立一种新的径向基过程神经网络,从信息模型上改善RBFPNN对动态样本复杂过程特征的抽取和记忆性质,提高网络对时间信号特征的辨识能力。分析了基于RBFPNN的性质,建立了基于混沌遗传算法CGA的模型参数优化算法。以基于示功图的往复运动机械工作状态诊断为例,实际资料处理结果验证了模型和算法的有效性。     

基于多目标优化的非线性模型预测控制的研究（英文）

本文研究了基于径向基函数神经网络(RBFNN)和多目标优化算法的非线性模型预测控制。RBFNN神经网络在每个控制间隔预测被控变量的实时值,多目标模型预测控制以多目标方式考虑每个局部模型的目标函数,同时将所选目标函数作为主要考虑因素,其他目标函数被认为是主要的附加约束。随着附加约束的值在最小和最大之间变化,可以通过选择非支配结果来获帕累托最优选择。并将提出的算法和单模型单目标函数非线性模型预测控制方法在CSTR对象上进行了比较。仿真结果表明该算法的有效性和可行性。     

双层结构模型预测控制算法性能分析

双层结构模型预测控制是在常规模型预测控制的基础上集成了稳态目标计算层,所增加稳态目标计算层通过对给定外部目标进行调节或执行独立经济优化为底层动态控制提供设定值.本文着重于分析增加稳态目标计算层对常规模型预测控制策略在控制性能、经济性能、及鲁棒性方面的影响.阐明稳态目标计算是在动态不确定性下的最优决策过程,可实时考虑当前工况环境给出最佳设定值,使动态层控制量的计算更加合理,并可保证在动态控制层实现无静差控制;稳态目标计算层可利用包含目标跟踪和经济优化的性能指标,在保证跟踪控制要求的同时利用操作自由度进行经济性优化,有助于提高系统经济性能,此外由于操作自由度增加使得系统对于特定方向的扰动和通道失配具有更强的鲁棒性.最后通过实验仿真验证了所做分析的正确性.     

多UCAV协同任务分配模型及粒子群算法求解

任务分配是多无人作战飞机(UCAV)协同控制的基础.对此,分析了影响任务分配的关键战技指标,建立了针对攻击任务的多UCAV协同任务分配模型.应用连续粒子群算法对问题进行求解,建立了粒子与实际问题间的映射,通过位置饱和策略构造粒子的搜索空间,采用自适应惯性权重提高粒子群算法的收敛速度和全局寻优能力.考虑到单机的任务载荷限制,引入了买卖合同机制以实现多机任务协调.仿真结果表明,所提出模型和算法可以较好地解决多UCAV协同任务分配问题.     

考虑铁损的电动汽车用永磁同步电机Hamilton镇定控制

电动汽车用永磁同步电机(PMSM)工作于有限能量供电条件下,其铁损对驱动系统的影响不容忽略.对此,首先推导了考虑铁损的PMSM完整动态数学模型,并建立了其端口受控Hamilton模型;然后利用互联和阻尼配置及能量整形方法实现了考虑铁损的PMSM驱动系统的Hamilton镇定控制;最后分析了阻尼参数和铁损对电机转速的影响.仿真结果表明,Hamilton控制可实现系统的快速镇定;系统可有效抑制负载扰动;考虑铁损有助于提高电动汽车PMSM驱动系统的控制性能和控制精度.     

一类非线性系统准滑模控制的稳态误差分析

针对一类具有未知控制增益的不确定非线性系统准滑模跟踪控制,通过分析跟踪误差和滑模变量之间的关系,利用有界输入有界输出稳定的思想,分别推导了采用Slotine形式的传统滑模面和传统积分滑模面时系统的稳态跟踪误差的界.将其与现有的几种方法进行比较,该方法求得的稳态跟踪误差界更精确.根据给定的稳态跟踪误差要求,可设计出适合抑制抖振的饱和函数.通过仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

基于新型转子磁链辨识方法的多电机系统同步控制

磁链观测是多电机闭环控制系统性能的重要环节,而电机参数的变动通常使磁链观测的精度难以满足要求.针对3台异步电机和3台逆变器组成的三电机同步系统,提出了局部模型网络磁链辨识方法.将电机参数变化当作干扰项来处理,解决了因电机参数变动影响磁链准确观测的难题.在此基础上,采用神经网络逆构建由速度、磁链、张力子系统组成的伪线性复合系统,实现了三电机同步系统中速度、磁链和张力的解耦.分别对各子系统设计线性闭环控制器,实现了三电机系统的同步控制.仿真结果验证了磁链辨识的准确性和控制系统良好的动静态性能.     

含时滞的不确定性供应链网络系统牛鞭效应控制策略及其经济性能分析

考虑需求、生产能力、供应链结构等内外不确定性因素和供应链系统运作延迟,构建了不确定环境下含时滞的供应链库存网络系统状态转移模型.针对牛鞭效应问题,提出了基于库存水平波动状态的控制策略和相应的经济性能指标;借助线性矩阵不等式方法,深入分析库存策略的参数优化设计对牛鞭效应以及经济性能的影响.仿真结果表明,在经济性能约束下,该库存策略具有较强的牛鞭效应遏制能力,从而表明了策略的有效性和实用性.     

无人机编队飞行神经网络自适应逆控制器设计

针对无人机编队飞行时存在的气动耦合和外部干扰等影响因素,提出基于“长-僚机”模式的神经网络自适应逆控制器设计方法.详细推导了气动耦合影响,建立了完整的编队飞行非线性数学模型,设计了非线性动态逆控制律,提出了改进的 BP 神经网络算法,自适应地逼近和在线补偿动态逆误差,改善了控制效果,并针对队形变换提出了简单有效的设计思想.仿真表明,该控制器能有效实现编队队形的保持或变换,控制系统结构具有良好的扩充性.     

多元时间序列模式匹配方法研究

针对多元时间序列模式匹配的方法难以高效、准确地刻画序列相似程度的问题,在考虑变量的量纲和特征差异的基础上,对多元时间序列进行多维分段拟合;然后,选取各个变量维度上拟合线段的倾斜角和时间跨度作为模式的描述方式,提出一种基于动态时间弯曲(DTW)的多元时间序列趋势距离匹配方法.实验结果表明,所提出的模式匹配方法对由连续型变量组成、时间跨度较大且体现一个连续、完整动作过程的多元时间序列,具有较好的匹配效果.     

基于贝叶斯粗糙集和混合专家模型的CBR 系统

建立一个完整的案例推理系统,提出一种高效的案例检索方法和一种案例调整策略.在案例检索过程中,提出一种基于贝叶斯粗糙集的属性权重确定算法,在此基础上利用最邻近法检索出与当前案例最相似的一组案例作为参考.使用检索出的相似案例训练分层混合专家模型,并用微粒群算法优化模型参数,实现了对案例的调整.采用实际转炉生产数据进行仿真,结果表明了该案例推理系统的有效性.     

基于微粒群算法的转炉合金加入量多目标优化模型

针对转炉炼钢过程中钢水出钢环节脱氧合金剂加入量确定的问题,建立了合金加入量优化计算模型.首先,利用支持向量机建立钢包元素含量预测模型,将该模型的预测结果与元素规定含量的误差作为优化模型的一个目标函数,合金成本作为另一个目标函数;然后利用预测收得率方法计算合金加入量并作为优化模型的初始值,使用改进的动态邻域多目标微粒群算法对优化模型进行求解,有效地找出Pareto最优解集,并根据实际需要得出较好的优化结果.仿真实验表明了该优化模型的有效性.     

混合单变量边缘分布算法及其仿真应用

针对单变量边缘分布算法(UMDA)容易陷入局部最优解且搜索效率较低等缺点,提出一种混合单变量边缘分布算法(HUMDA).该算法采用两阶段参数动态控制策略来控制算法的均值与方差参数,在搜索初期保持群体的多样性,在算法后期提高了算法的局部搜索能力,并引入混沌搜索机制有效提高了算法的搜索精度和效率.采用多峰高维标准测试函数进行测试,测试结果表明 HUMDA 具有更优的全局搜索能力且搜索精度较高.将其应用于求解水库优化调度问题,亦得到较好的结果.