一类基于神经网络的非线性模型预测控制

在研究非线性对象输入/输出数据的基础上，将对象输出的Taylor级数展开式取线性项作为预测模型，提出一种非线性系统模型预测控制算法，为了保证预测模型的准确性，以神经网络做辩识器估计系统建模误差，对非线性对象进行单频预测控制，理论上已证明三层BP网能任意逼近L2上的非线性函数，本文通过仿真研究也表明了当神经网络逼近系统建模误差时，所提出的预测控制算法对复杂非线性对象能达到良好的控制效果。     

网络控制系统结构下的非线性系统建模与仿真

针对非线性系统往往具有不确定性,结构复杂、建模困难和不适于网络条件下仿真研究的问题,提出了一种网络控制系统结构下非线性系统建模与仿真的方法.在对弹簧连接的双倒立摆耦合非线性系统模型及其通信网络进行Matlab/Simulink模块化建模的基础上,利用鲁棒控制器将对象模型的不确定性和网络时延的不确定性进行了综合处理.仿真结果表明,该方法不仅降低了非线性系统建模的复杂性,而且为研究网络控制系统结构下非线性系统的动态特性提供了条件.     

基于Monte-Carlo实验的NRC参数整定规律研究

基于Monte-Carlo实验研究了非线性鲁棒控制器(NRC)参数整定的规律。介绍了针对单变量非线性对象的NRC控制器设计方法,提出了一种以Monte-Carlo实验原理为基础的NRC参数整定规律研究方法。该方法以ITAE值和系统超调量为控制器性能指标,主要分析NRC参数取值变化对控制系统鲁棒性的影响。以若干典型单变量非线性对象为例进行仿真研究,并在大量仿真试验结果的基础上,总结出NRC控制器参数整定的规律。     

冷轧连续退火机组带钢张力仿真系统

在带钢连续退火过程中，带钢张力的波动是造成带钢产品质量下降及制约连续退火机组高速运行的重要原因。通过对张力产生机理的分析，建立了冷轧连续退火机组的带钢张力动态模型，并建立了由张力控制系统仿真软件和张力动态模型仿真软件组成的张力仿真系统．采用现场实际数据验证了仿真系统的精度与有效性，并通过仿真实验分析出现场故障产生的原因。     

一类纯反馈非仿射非线性系统的自适应神经网络变结构控制

研究了一类非仿射的纯反馈单输入单输出非线性系统。针对此系统,在中值定理、神经网络参数化和解耦Backstepping的基础上,提出了一种自适应变结构神经网络控制策略,而且所给出的定理证明闭环系统的所有信号在平衡点上是半全局一致有界的。通过对一个非仿射CSTR对象的仿真验证了该方法的有效性。     

一种时变非线性系统的自适应逆控制仿真

对一种非线性时变系统提出了基于神经网络的自适应逆控制方案。该方案中用两个动态神经网络分别作为模型辨识器和自适应逆控制器,详细推导了在线训练自适应逆控制器的BPTM(backpropagationthroughmodel)和RTRL(realtimerecursivelearning)算法。根据大幅面喷墨打印机的结构特点,建立了打印头车架系统的时变非线性动力学模型作为仿真对象,在Matlab/Simulink平台下进行了算法仿真验证。结果表明了该方案收敛快,能有效控制该时变非线性对象。     

基于分形几何的高度非线性过程虚拟仿真技术研究

针对一类高度非线性过程的虚拟仿真问题,提出一种虚拟环境下仿真新方案,即“物理行为模型 现象发生系统”,该方案由虚拟现实系统、基于分形几何建模、物理行为模型三部分组成,关键技术包括:物理行为模型与现象发生系统之间映射关系建立方法;基于分形几何的复杂拓扑结构几何模型快速构造算法;虚拟环境下基于结点的大量复杂几何对象近似纹理快速处理算法;大量复杂几何对象的实时渲染问题。随后以散体岩石在圆锥破碎机破碎腔中的破碎过程虚拟仿真为例,说明方案的应用过程。     

TITO系统的非线性鲁棒控制器参数整定

基于Monte-Carlo实验研究了TITO(二输入二输出)系统的非线性鲁棒控制器(NRC)参数整定的规律.提出了以一种Monte-Carlo实验原理为基础的NRC参数整定规律研究方法.该方法以ITAE值和超调量为控制系统性能指标,主要分析NRC参数取值变化对控制系统性能鲁棒性的影响.以若干典型TITO非线性对象为例进行仿真研究,并在大量仿真试验结果的基础上,总结出TITO系统的NRC参数整定的规律.     

神经网络在转台控制系统设计中的应用

针对三轴飞行仿真转台中环电液伺服系统的非线性、参数时变性以及转台的快速性要求，给出了一种具有并行结构的单个神经元PID模型参考自适应控制方法。其中环利用神经网络逼近被控对象，控制器采用单个神经元PID。仿真结果表明该方法满足系统快速性的要求，并具有较好的鲁棒性。     

基于T-S模型的自适应多变量模糊预测控制

针对多变量非线性系统的控制问题,提出了一种具有良好控制效果的模糊预测控制方法。首先采用快速聚类法和递推最小二乘法辨识得到非线性系统的T-S模型,然后对系统进行线性化,并基于线性化的模型设计模糊广义预测控制器并对非线性对象进行在线自适应控制。对一个带时延的强耦合二变量非线性对象进行仿真,结果表明对于具有时变性的非线性系统,该方法具有很好的控制效果。     

三种船舶运动控制仿真系统

船舶运动控制系统有三种仿真模式：一是单机仿真即在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器；二是双机仿真即一台计算机运行船舶运动数学模型，另一台为真实的船舶控制器，控制器通过数字通信接口控制另一台计算机上运行的船舶运动模型，也称为半物理仿真；三是物理仿真即建造一艘按某一水动力学相似准则而缩尺的模型船，在模型船上装上真实的船舶控制器，在水池或海上做船舶运动控制试验。本文介绍大连海事大学轮机工程学院研制的上述三种船舶运动控制仿真系统。     

一种磁悬浮系统的降阶方法

针对电压控制的磁悬浮系统设计了时间最优控制算法以获得电流最速响应,并推导了控制系统硬件对电流响应速度的约束关系;根据跟踪误差改变控制器参数以精确地跟踪设定电流;根据在线辨识得到的线圈参数计算最终控制电压以维持理想电流。这种算法能够使电压控制取得与电流控制同样的效果,简化了控制系统分析与设计并提高了对线圈参数时变的鲁棒性。磁悬浮小球电流响应实验与悬浮实验验证了算法的有效性,该算法还可扩展到其他电压控制电流的场合。     

永磁混合悬浮磁铁设计及特性分析

基于磁路电路等效性原理,构建了混合悬浮系统的数学模型,并从承载力、可控性及永磁工作点对混合悬浮磁铁进行了优化设计。对于设计的混合磁铁,进行了刚度问题的分析,推导了刚度与永久磁铁截面积及厚度的关系,并导出在最优间隙反馈系数下混合磁铁结构的最优悬浮刚度。有限元仿真结果表明,适当增加永久磁铁的截面积能提高混合磁铁的承载能力、可控性及悬浮刚度,并使永磁材料工作于最大能积点附近。     

板带层流冷却系统仿真软件包的研究与开发

以宝钢2050热连轧的板带层流冷却系统为对象研发了仿真软件包，对板带轧后在层汉冷却控制系统作用下的运行状况进行了全面的仿真。此软件包具有直观、形象、使用快捷、方便的特点，为研究研究层流冷却控制系统的设计及产品质量的改进提供了实验的软环境。     

混沌测量仿真中的噪声模型研究

混沌测量方法适用于强噪声中正弦信号的参数测量,用Simulink对此类方法进行仿真实验验证和效果评估时,需要研究混沌测量仿真系统的形式,尤其是噪声的建模及其参数设置,以保证实验结论的正确性。仿真系统的形式包括仿真模块及其参数设置,据此仿真系统的形式分为三种。利用非线性随机微分方程的数值积分法对积分模块进行分析后发现:不同的仿真系统形式对应两种不同的噪声模型。根据噪声的统计特性和维纳-辛钦定理求出了这两种噪声模型的平均功率和带宽,为混沌测量仿真中噪声模块的参数选择提供了理论依据。     

不同信息透明度的非线性再制造供应链动态行为

在APIOBPCS(Automatic Pipeline,Inventory and Order Based Production Control System)订货系统基础上,建立具有非线性约束再制造过程的闭环供应链系统,根据对再制造信息不同程度的掌握将系统分为类、类、类三种类型,信息透明度依次增强。应用控制论和系统仿真方法,在输入需求信息分别是阶跃信号和随机信号的情况下研究再制造提前期、回收比例和最大回收能力的变化对系统动态行为的影响;并对具有不同信息透明度的闭环供应链模型的动态行为进行对比分析。研究结果表明,三类系统的动态行为在非线性条件和线性条件下有显著的区别,非线性约束导致系统产生更大的波动和更高的牛鞭效应值。而且系统的动态性能并不一定随着信息透明度的增强而增强,信息透明度最强的类系统并不严格优于其他两类系统。在不同的参数取值下,三类系统各有优劣。     

基于网格的HLA/RTI仿真系统互联与资源共享

基于网格技术支撑复杂系统协同建模/仿真过程中的系统建模和仿真运行两个不同阶段,以实现仿真资源的安全共享与重用、协同互操作及优化调度运行。在仿真运行阶段,根据仿真系统特点、实时性要求等级以及资源共享需求的不同,提出采用基于网格的运行控制及信息发布、基于Grid/Web服务的仿真系统互联以及基于网格的联邦成员模型共享与动态组装三种不同的互联与运行模式,并对每种模式适用的应用类型、系统实现体系结构以及关键技术进行了研究与实现。     

复杂系统与复杂系统仿真研究综述

复杂系统仿真已成为研究复杂系统的最重要手段之一。首先回顾了复杂系统的发展历程,总结了复杂系统的特点;然后综述了复杂系统仿真的当前发展,分类描述了各种复杂系统建模与仿真方法,分别总结了它们所能反映的复杂系统特点;提出要借助其他领域的研究成果来支持复杂系统仿真研究,并介绍了几种有助于推动复杂系统仿真研究的方法。最后阐述了仿真对复杂系统研究的重大意义。     

自主天文导航系统中的两种状态方程特性分析

针对天文导航系统所采用的状态方程和量测方程对系统的性能和定位精度的影响,介绍了天文导航中常用的两种状态方程,航天器轨道动力学方程和牛顿受摄运动方程。通过计算机仿真结果分析比较了采用这两种状态方程的自主天文导航系统及其各自的特点和导航性能的差别,为在不同的情况下选用适当状态方程提供参考。