基于CMAC神经网络与PID的并行控制器设计与应用

提出一种基于CMAC神经网络与PID的并行控制器的设计方法,利用传统PID实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动,利用CMAC神经网络控制器实现前馈控制,确保系统的控制精度和响应速度。该算法直接应用于控制直流电机调速系统,仿真结果表明,与传统数字PID控制算法相比较,该并行控制算法增强了系统的控制精度,提高了系统的响应速度,并且具备较强的抗干扰能力和鲁棒性。     

基于控制器与辨识器的转台系统设计

为改善三轴转台系统性能.结合传统控制方法与神经网络控制,提出一种基于RBF辨识转台系统的CMAC神经网络与PID并行的复合控制算法.算法采用RBF辨识对象模型,CMAC实现前馈控制,并实现PID控制参数的在线整定和优化.也给出了CMAC控制器算法和系统辨识的RBF网络算法.以某转台模型为对象,仿真结果表明算法具有了传统控制的优点,进一步也证明了算法的可行性和优越性,且具有了更强的适应性和鲁棒性,能更为有效地应用于转台系统中.     

飞机舵机电液加载系统的多余力抑制方法研究

针对飞机舵机电液加载系统出现的多余力问题,建立系统数学模型,分析与多余力密切相关的因素,提出改进型CMAC神经网络控制器与积分分离式PID控制器复合控制的方法;改进型CMAC神经网络控制器实现前馈控制,以产生舵机加速度的力信号和加载力误差信号作为输入,提高了系统的加载精度和响应速度;积分分离式PID控制器实现反馈控制,克服了经典PID控制器易产生积分过渡的缺点,提高了系统的动态性能;仿真结果表明,复合控制器不仅能够有效抑制多余力,而且使系统具有良好跟踪效果,完全能够达到系统控制性能指标的要求。     

位置伺服系统的单神经元PID/CMAC控制研究

在分析了位置伺服控制系统基本原理和数学模型的基础上,提出了一种单神经元PID/CMAC复合控制算法和控制器的设计方法。用单神经元PID替代常规PID控制,由神经元来在线调整PID控制参数,利用CMAC神经网络的自学习和自适应能力,来完成系统的实时控制。该算法直接应用于位置伺服控制系统,仿真结果表明,与传统PID控制算法相比较,该复合控制算法增强了系统的控制精度,提高了系统的响应速度,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于小脑模型关节控制器与PID复合的高速公路交通流密度控制

高速公路交通控制系统是一个复杂的非线性时变系统, 传统的匝道控制方法难以取得满意的控制效果. 为此, 本文提出基于小脑模型关节控制器(CMAC)与PID复合的匝道控制方法. 首先建立了二阶宏观动态交通流模型, 然后研究了CMAC与PID复合控制算法, 结合非线性反馈理论, 设计了基于CMAC与PID复合的高速公路交通流密度控制器, 该密度控制问题是一个输出跟踪和扰动抑制问题, 最后采用两个仿真实例对该方法的有效性进行验证. 结果表明, 复合控制具有优越的密度跟踪性能和抑制噪声干扰的能力; 复合控制方法能够有效地消除交通拥挤, 并使主线车流趋于稳定.     

基于动态递归神经网络的自适应PID控制

提出一种基于动态递归神经网络的自适应PID控制方案,该控制系统由神经网络辨识器和神经网络控制器组成。辨识器采用单隐层的动态递归神经网络,网络结构为2-4-1;辨识算法为动态BP算法;控制器采用两层线性结构的神经网络,输入为系统偏差及其一阶、二阶微分,因此具有增量型PID控制结构。应用该控制系统对一非线性时变系统进行仿真研究,仿真结果表明该控制方案不仅具有良好的跟踪特性,而且对系统参数变化具有较强的鲁棒性。     

基于Dahlin算法的CMAC控制器设计

针对传统的基于Dahlin算法的控制器在对变时滞系统进行控制时控制效果恶化,甚至发生不稳定现象的弱点,提出了以CMAC神经网络与Dahlin算法相结合的控制方法。以CMAC神经网络作为一个前馈控制器,通过对Dahlin控制器输出的学习,实现时滞系统的自适应稳定控制。仿真实验表明,这种复合控制方法保留了Dahlin算法与CMAC神经网络的各自特长,同时具备学习速度快,适应能力强的优点,具有良好的稳定性控制效果。     

积分分离PID算法的电阻炉温度控制系统

为使大惯性、纯滞后的电阻炉温度控制系统的动态性能和稳态精度满足要求,提出了Smith预估结合积分分离PID算法;设计了温度控制器的硬件系统;对控制系统进行辨识;分析了Smith预估结合积分分离PID算法与单纯Smith预估控制算法的区别,并对两种控制算法进行了比较分析,确定了电阻炉温度控制系统参数;最后对Smith预估结合积分分离PID算法进行了电阻炉的温度控制实验;实验结果表明,采用Smith预估结合积分分离PID算法提高了电阻炉温度控制系统的稳定性,降低了系统的超调,稳态精度达到0.2℃,其动态性能和稳态精度满足系统控制要求.     

电液负载模拟器的自适应滑模控制方法

针对电液负载模拟器存在的系统非线性、不确定性和强干扰的控制难点,设计了自适应滑模控制方法.设计积分滑模以降低控制器对期望跟踪轨迹高阶导数的要求;设计动态滑模算法抑制抖振;采用小脑模型关节控制器(CMAC)在线学习系统不确定性以降低控制器参数设计的保守性.设计了自适应滑模控制律,给出了CMAC神经网络权值调整算法,证明了控制器的稳定性,以确保系统稳定且输出跟踪误差渐近收敛于零.仿真结果证明了控制策略的有效性.     

基于PID神经网络的电加热炉Smith预估温度控制

本文提出了基于PID神经网络和Smith预估器的电热炉温度控制器。PID神经网络将PID控制器与具有自学习功能的神经网络相结合,综合了PID和神经网络控制各自的优点,改善参数时变对系统性能的影响。PIDNN-Smith控制器加入Smith预估器解决了加热炉的滞后影响,使控制器对加热炉的温度控制有了更好的效果。利用MATLAB软件对温控系统进行了仿真测试,并对测试结果进行了分析。     

网络控制系统Smith Fuzzy PID控制器的设计

针对网络控制系统中普遍存在的时延问题,提出了一种将模糊自适应算法和Smith预估补偿算法与常规PID控制器相结合的智能控制策略。该方法充分利用了Smith预估控制算法对带时延系统的良好控制能力,同时利用模糊推理算法实现对PID参数的在线自整定,进一步改善PID控制器的性能。仿真结果表明,基于该智能控制器的网络控制系统克服了传统PID控制超调量大及常规Smith预估补偿过分依赖于被控对象精确数学模型的缺陷,可以有效降低时延对系统性能的不利影响,使被控对象具有良好的动、静态特性。     

针对纯滞后系统神经网络Dahlin控制的研究

针对传统的基于Dahlin算法的控制器在大惯性、纯滞后、时变性、非线性对象的控制效果不佳,甚至发生不稳定现象的弱点,提出了以CMAC神经网络与Dahlia算法相结合的控制方法.以CMAC神经网络作为一个前馈控制器,实现时滞系统的自适应稳定控制.仿真实验表明,这种复合控制方法保留了Dahlin算法与CMAC神经网络的各自特长,同时具备学习速度快、适应能力强的优点,具有良好的稳定性和控制效果.     

羰基合成模式评价装置温控器的算法研究

以羰基合成模式评价装置的温度控制系统为研究对象,针对加热系统存在的惯性、纯延迟、非线性、热耦合等特性,提出将模糊控制、PID控制及纯滞后控制算法有机地结合起来实现加热系统的模糊自整定PID参数的Smith预估控制策略,以实现温度的高精度控制.并运用MATLAB对研究结果进行了仿真,结果表明该控制策略自适应能力、控制品质和鲁棒性明显优于常规Smith预估控制.     

多变量极点配置自校正Smith控制器及其应用

本文根据许多工业被控过程具有大纯滞后的特点,将自校正调节器与Smith预估器相结 合,给出一种多变量极点配置自校正Smith控制算法.该算法结构简单,不仅能对输出进行预 报和无偏跟踪,而且适用于非最小相位系统.该算法已成功地应用于太原钢铁公司轧辊罩式 退火炉微机自适应群控系统,实际运行结果表明控温精度和炉内温度场均匀度均在±3℃以 内,远比常规PID仪表的控温效果好.     

基于神经网络Smith预估器的预测控制

针对非线性系统时滞问题,给出了一种新型的单神经元Smith预测控制算法.神经网络的预测控制器由不完全微分的单神经元自适应PID控制器和神经网络的Smith预估器组成.预估器对输出进行多步预测,控制器超前动作以消除时滞对系统的影响.不完全微分的单神经元自适应PID控制器通过改进的Hebb学习规则实现其权值调节,通过权系数的在线调整实现自适应控制.仿真实验证明了该方法具有较快的响应速度和较好的响应性能.     

隧道窑温度模糊控制算法的设计及应用

论文针对隧道窑燃烧过程中具有的非线性、大时滞、大惯性特点,基于专家知识,提出了利用自整定模糊PID控制、模糊辨识、Smith预估补偿控制以及Bang-Bang控制相结合的隧道窑温度控制算法。该算法在基于西门子S7-300 PLC控制系统的软硬件基础上实现并在山西某耐火材料企业实际投入使用,取得了显著的控制效果和良好的经济效益。     

A self-tuning Smith predictor applied to the control of blood pressure: simulation studies

Significant time-delays occur in the response of blood pressure to drug therapy. The classical Smith predictor algorithm used to eliminate such delays is extended here to the principle of self-tuning under mis-match conditions. Two delay-free controller algorithms are investigated, being a self-tuning pole-placement and a self-tuning PID structure. Extensive simulation studies using the well-known Slate model have demonstrated the good transient performance obtained with this self-tuning Smith principle in various combinations, and under realistic variability of patient dynamics.     

一类全局收敛的多变量自校正控制器*

本文将文[1]提出的多变量自校正控制算法推广到具有一般传输延时的多变量系统并进行了稳定性和收敛性分析。首先表明:即使对于具有任意传输延时的多变量系统,该自校正控制器仍具有全局收敛特性:以概率1输入输出向量采样均方有界,条件均方输出跟踪误差向量范数取得最小值。     

基于MATLAB的新型CMAC控制器的设计与仿真

在小脑神经网络(CMAC)与PID并行控制的基础上,提出了一种新型的CMAC控制器,即FCMAC控制器。这种把小脑神经网络与模糊控制(Fuzzy)结合起来的控制方法,具有两种控制方法的优点。本文中以某交流伺服电机作为控制对象,用MATLAB进行了仿真。仿真结果表明,FCMAC控制器具有较高的控制精度、良好的自适应特性。