一类非自衡系统的多变量预测函数控制

针对过程控制中大量存在的多变量非自衡系统 ,研究了一类非自衡系统的多变量预测函数控制问题。常规预测函数控制主要针对渐进稳定系统 ,不能直接控制非自衡系统。根据含有一阶积分环节的非自衡系统的开环阶跃响应在某一时刻后可视为直线的特点 ,改进了常规预测函数控制算法 ,提出了一种可直接控制多变量非自衡系统的预测函数控制改进算法。该改进算法基于简单的开环阶跃响应模型 ,克服了非自衡系统预测模型截断误差的影响 ,具有模型易于获取、算法简单的特点。仿真结果表明 ,该算法对多变量非自衡系统的控制是有效的     

一种基于神经网络预测模型的DMC算法及其仿真

研究了一种基于神经网络预测模型的动态矩阵控制(DMC)算法,首先利用多层前馈神经网络辨识对象模型,同时预测对象的未来输出,然后用DMC算法进行滚动优化和反馈校正。通过对一类化工反应器非线性系统的仿真,结果表明该算法在非线性对象的任意工作点都可以通过神经网络辨识获得工作点附近的近似线性模型,具有较好的实时性。     

模糊预测控制在非线性时滞系统中的应用

针对工业控制系统中的非线性、时滞两大难题,结合预测控制中典型的动态矩阵控制(DMC)算法对时滞、模型失配、畸变、干扰等引起的不确定性能够及时得到弥补的优点以及T-S模糊模型对非线性系统良好描述的特性,将模糊控制与预测控制有机结合起来,根据被控对象工作点的变化实时选择模糊规则所对应的阶跃响应模型向量,结合DMC控制算法得到最优控制量,将基于线性系统建模的预测控制应用于非线性时滞系统控制中.     

一种基于即时学习的多模型在线建模方法

针对复杂非线性系统的建模问题,基于空间划分树(SP-Tree)和即时学习(lazy learning)的思想,设计了一种多模型在线建模方法.该方法基于分解-合成策略,根据系统输入输出数据,采用即时学习算法建立当前时刻的最佳局部模型,随着系统工作点的移动,滚动建立系统的多个模型,实现对非线性系统的准确建模.在建立邻域的过程中,采用一种基于SP-Tree数据结构的数据库进行分层递阶搜索,有效地提高了在线建模的实时性.最后,通过对一个仿真案例的研究验证了该算法的有效性.     

基于Matlab的PID参数单纯形寻优设计

文章分析了单纯形算法的基本原理,研究了PID控制器的数学模型,用Matlab设计出单纯形寻优程序对PID参数进行优化,并运用GUI设计了一个直观实用的用户界面。采用的优化目标函数在寻优过程中单调减小,说明单纯形算法优化PID参数是有效的。优化后的系统阶跃响应曲线显示,系统的静态和动态指标都达到了要求,优化效果较好。     

热力系统的分数阶特性及其动态矩阵控制

在热力系统的控制设计或面向控制的特性分析时,目前广泛使用的是整数阶微分方程或者整数阶传递函数。研究表明:大量的热力系统采用分数阶描述比整数阶描述更精确,但是分数阶控制系统研究中存在着控制器参数整定困难等问题。本文基于动态矩阵控制是一种采用系统阶跃响应系数的非参数模型控制算法的特点,将其应用于分数阶系统的控制。因此只需获得系统的阶跃响应模型,从而避免了对于分数阶系统获取分数阶参数模型的困难以及获取整数阶参数模型的必然性模型失配问题,而且动态矩阵控制器参数整定相对简单,鲁棒性强。仿真结果证实该算法对分数阶系统的控制是可行且有效的。     

流动电流混凝投药系统被控对象模型辨识

本文采用时域法对流动电流混凝投药测控系统被控对象模型进行辩识。首先在生产现场测得的“广义对象”的阶跃响应曲线，再由该曲线确定被控对象的数学模型。     

串联弹性驱动器力驱动力学模型和稳定性分析

为了建立基于力源驱动的串联弹性驱动器(series elastic actuator,SEA)动力学模型,在模型中将弹性元件简化为刚度-阻尼并联环节,通过Laplace变换并得到了力源驱动的开环和闭环系统传递函数,进而通过Nyquist稳定判据对其稳定性进行分析,通过Bode图得到其力输出带宽.通过控制与动力学仿真软件对该模型进行机电一体化系统联合仿真得到系统阶跃与正弦跟踪响应,最终利用DSpace与已完成的SEA样机进行实物控制试验,理论仿真和试验结果基本一致,SEA样机力输出稳定,证明所建立模型合理.     

基于遗传算法的环形二级倒立摆LQR控制

在环形二级倒立摆系统中,基于线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论,探讨了控制器中的加权矩阵Q和R的选择策略,针对试探法选取Q和R矩阵所带来的不足,提出采取智能控制算法进行寻优的问题.从控制效果出发,采用遗传算法对Q和R矩阵进行优化.算法首先选取二次型性能指标J作为个体适应值,改进了初始种群的选取,用不等长度的基因来编制算法.由理论分析和MAT-LAB仿真结果可知,该算法满足了控制指标要求,使上下两级摆杆阶跃响应的超调量减少了14%,运行实验同样实现了摆杆和水平连杆的良好控制效果,理论与实践均表明了该优化方法的有效性.     

T-S模糊系统的辨识方法及其在主汽温系统中的应用

针对T-S模糊模型辨识步骤中,结构辨识与参数辨识混在一起、计算量大的缺点,提出了应用确定模糊规则结论参数的启发式辨识方法。对启发式辨识方法的基本原理做了阐述,并将基于该方法的T-S模糊模型应用于火电厂主汽温系统。以某600MW直流锅炉高温过热器为研究对象,对其不同工况下的单位阶跃响应模型进行了辨识。仿真结果表明,该T-S模糊系统能有效地逼近主汽温系统阶跃响应模型,验证了所提出的辨识算法的有效性和可行性。     

核电站冷却剂平均温度的DMC预测控制方法

针对压水堆核电站冷却剂平均温度系统具有较强的刚性、开环不稳定、复杂非线性等特点，建立了R棒棒速控制下的冷却剂平均温度被控对象模型。提出了一种基于动态矩阵控制（DMC）算法的非自衡系统预测控制方法，弥补了DMC算法的控制局限性。然后求解出送入控制棒驱动机构的控制信号。最后利用MATLAB仿真平台搭建控制系统。实验结果表明，提出的冷却剂平均温度预测控制系统响应速度更快，具有良好的控制性能。     

一类非线性系统自适应迭代组合学习算法研究

为消除或减弱实际工业控制非周期性的系统中存在不确定性的影响,该文针对存在可量测重复性扰动且系统初值在期望初值一定范围内随机变化的一类仿射非线性系统进行算法研究,运用有关自适应控制理论,将自适应控制方法引入到迭代学习控制中来,两者结合成一种组合智能控制算法,即自适应迭代学习控制算法,最后通过与带遗忘因子的开环PD型迭代学...     

网络控制系统多变量DMC算法的稳定性分析

针对网络化控制系统(NCSs),研究具有多输入多输出的动态矩阵控制(DMC)算法的闭环稳定性问题.首先,基于有限脉冲响应(FIR)模型导出了系统前向通道和反馈通道上均存在随机网络诱导时延的网络化DMC算法;其次,利用线性矩阵不等式(LMIs)方法分析该多变量网络化DMC算法的稳定性,将系统稳定性问题转化为一类求解LMI方程的可行解的问题,进而建立网络化DMC闭环系统的稳定性充分条件.最后,通过数值仿真实验验证该稳定性结论的有效性.     

帆船的模糊自适应控制方法研究

针对非线性、时变的帆船航行系统,提出了一种基于T-S模糊模型的帆船模糊自适应控制新方法.该方法采用T-S模糊模型,将舵角的非线性控制局部线性化,设计相应的局部线性控制器,通过模糊推理综合各局部线性控制器的输出,得到全局控制量.利用线性神经网络技术的自学习技术,获取模糊推理规则,优化模糊控制器的参数,提高系统的自适应性.仿真结果表明,该方法能实现对帆船航向的智能控制,具有一定的实际应用价值.     

一类动态矩阵控制系统的内稳定性

由于预测控制采用了多步预测和有限时域的滚动优化,使得预测控制系统的稳定性分析非常困难,XiY在文献[1]中针对一类阶跃响应单调递增的控制对象,当建模时域等于预测时域且控制时域为1时,证明了动态矩阵控制(DMC)系统的稳定性,在文献[1]的基础上,对于一类阶跃响应单调递增且为凸的控制对象,当取DMC控制器的优化时域、控制时域和建模时域相同时,采用内模控制原理证明了控制系统的内稳定性。     

A kind of fuzzy control for chaotic systems

As for dynamic systems with complex,ill-condi-tioned,or nonlinear characteristics,the fuzzy modelbased on fuzzy sets is a very useful method to describethe properties of the dynamic system using fuzzy infer-ence rules.Many kinds of fuzzy models for modeli…     

基于T—S模型的不确定切换系统的鲁棒H∞可靠控制

提出一种基于局部T-S模型不确定切换系统的可靠控制方法,将输入空间划分为若干个区域,在每一区域内构建局部T-S模型并设计相应的控制器;这样由于模糊论域的变小而提高了逼近精度,然后再通过多模型切换控制,实现对整体非线性系统的逼近与控制．在此,利用并行分布补偿技术（PDC）,借助于LMI和凸优化方法,得出系统鲁棒凡可靠控制器的解析式．     

基于T-S模型的非线性系统控制方法

采用T-S模糊模型逼近非线性系统,将非线性系统描述为多个局部线性系统的组合,采用极点配置的方法对每一局部线性系统进行设计,保证了局部线性系统的性能指标。利用线性矩阵不等式方法,将闭环控制系统的稳定条件、控制性能指标统一到线性矩阵不等式的框架内,通过求解线性矩阵不等式族获得控制器参数。以倒立摆系统为例,对提出的设计方法进行了验证,仿真结果表明设计方法是有效的。