蒸发过程的解耦控制仿真实验平台

蒸发过程的强制循环蒸发系统是一个多变量且回路间存在较强耦合的非线性系统,单纯的采用常规PID控制不能满足工业要求.为了从工程角度验证非线性自适应解耦PID控制算法在强制循环蒸发系统的应用,开发了蒸发过程的解耦控制分布式仿真实验平台.该实验平台是由智能控制计算机、DCS系统、模拟现场的对象计算机、仪表与执行机构的虚拟装置以及底层控制回路组成.平台之间的通讯主要是通过OPC技术和DDE协议来实现.实验结果验证了该解耦控制算法应用于强制循环蒸发系统的可行性和有效性.     

基于广义预测的非线性解耦PID控制

针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络的非线性多变量PID解耦控制方法。该控制器是由常规PID控制器与解耦补偿器、未建模动态前馈补偿器组成,而PID参数的整定是通过广义预测的方法实现的。同时给出了该控制方法的闭环系统的稳定性和收敛性分析。最后通过仿真实例验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于负载扰动解耦的磁浮列车非线性控制器设计

悬浮系统控制技术是磁浮列车的关键技术之一.首先建立悬浮系统的非线性模型.针对磁浮列车模型参数变化主要来自负载扰动,结合非线性系统解耦控制方法,设计一种基于负载扰动解耦的非线性控制器,并根据控制器的要求设计了质量观测器,实现控制器的输出与负载扰动解耦.仿真结果表明,解耦控制器能够消除了负载扰动对悬浮系统的影响,具有很好的适应性和鲁棒性.     

改进的逆解耦自抗扰内模控制在磨矿中的应用

针对磨矿分级系统的多变量、强耦合、大时滞等特性,提出改进的逆解耦自抗扰内模控制方法。利用逆解耦方法实现磨矿分级系统的解耦,对解耦后的子系统采用改进的内模控制和线性自抗扰控制。通过引入内模补偿器和增益对时滞进行补偿,减小了系统对模型的依赖度,通过调节线性自抗扰控制器参数、内模补偿器参数和增益来抑制模型失配、外部干扰及不确定性因素对系统带来的不利影响。仿真结果表明,改进的逆解耦自抗扰内模控制方法有较好的解耦性能、跟踪性能和鲁棒性能,验证了此方法是有效的。     

多变量非线性系统的直接自适应模糊预测控制

对一类多变量非线性系统提出了直接自适应模糊预测控制方法,此方法首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直接利用模糊系统设计预测控制器,并基于时变增益自适应律对控制器中的未知向量和逼近误差估计值进行自适应调整。证明了此方法可使跟踪误差收敛到原点的一个邻域内,仿真结果验证了此方法的有效性。     

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。     

非线性多模型控制及仿真研究

连续发酵过程是一个强非线性的生化反应过程，其控制已成为一个难点。传统的预测函数控制一般只能处理线性对象。通过对非线性动态过程的多模型建模，提出了基于加权的多模型自适应预测函数控制方法，用于大范围的非线性连续发酵过程控制，实现了多模型之间的无扰切换。仿真结果表明：跟踪性能优良，鲁棒性强，说明了该方法对非线性系统大范围控制的有效性。     

基于PID结构的解耦控制器

针对广义学习模型提出了基于PID结构的零极点配置解耦控制算法.广义学习模型由一个线性时变子模型和一个非线性学习模型组成,其中线性时变子模型的参数采用最小二乘方法进行辨识,非线性学习模型由RBF神经元网络近似.通过引入补偿多项式,使得闭环系统的零极点可任意配置,极大的改善了闭环系统的动态性能.在进行控制器参数选择时,PID结构部分参数可根据常规PID控制器选取,零极点配置部分参数可根据系统期望零极点选取.最后,通过对电弧炉电极调节系统的仿真,验证了控制器的有效性.     

动基座光电跟踪装置的满意PID解耦控制

为了减小基座扰动和转台框架间的非线性耦合因素对动基座光电跟踪装置稳定跟踪性能的影响,设计了一种多指标约束下的满意PID解耦控制器。首先,通过分析框架间的运动学以及动力学关系,建立了转台系统的数学模型;其次,采用具有前馈项的控制输入变换实现系统模型的扰动解耦,并利用极点区域与输出方差上界指标约束下的H∞优化理论及线性矩阵不等式方法对PID跟踪控制器参数进行整定。最后对所提控制方法进行仿真验证,结果表明了其有效性和实用性。     

多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性.     

神经网络自适应广义预测解耦控制器的设计

提出了一种神经网络补偿自适应广义预测解耦控制方案，即用神经网络逼近通道间的耦合、非线性及未建模动态，且采用了改进RLS辨识算法及用后能改善辨识效果，从而增进自适应控制的精度与鲁棒性，能解决参数不确定的非线性多变量耦合问题，给出了该算法的实现原理及步骤。理论分析和仿真结果表明，该方案是有效的。     

Multivariable PI Type Generalized Predictive Control

1.INTRODUCTIONTilegelleralizedPredictivecontrolorGPC(Clarkeetal,1987)hasgainedwidespreadac('('1)tall('cillilldllstryaswellasinacademia.Experimentalstudiesandpracticalapplicationshave(lelllollstratedtherobustnessofthecontroller.Exceptformuchaworkdealtwithsillgle-illplltsillgle-output(SISO)linearsystems,peoplealsoextendedGPCtomulti-inputllnllti-olltput(MIMO)linearsystem.Kinnaert(1989)proposedthemultivariableGPCbasedoilt,lleCARIMAmodel.Inanote,Scattolini(1992)presentedtheclosed-lo…     

多变量系统预测函数解耦控制

提出一种新的多变量系统预测函数解耦控制(PFC)算法。该算法将多变量系统的PFC分散为若干单变量系统的PFC,使参数设计和算法求解大为简化。此外,利用该算法可得到一个解析的控制量计算方程,控制器参数均可离线计算,因此在线时算法简单、计算量小,可用于解决复杂的耦合控制问题。仿真结果表明了该算法的有效性和可行性。     

基于支持向量机的自修复飞行控制及仿真研究

针对多输入多输出非线性耦合系统的控制问题,提出一种多输入多输出函数的支持向量机回归方法和一种基于支持向量机的逆控制方法。采用该回归算法对多输入多输出非线性耦合系统的逆系统进行辨识,再与原系统复合而成为一个伪线性系统,就可完成对非线性耦合系统的线性化解耦系统,最后设计相应的PID控制器以获得优良的动、静态特性与抗干扰能力。对一个两输入两输出非线性耦合系统的仿真结果表明该逆控制方法是一种较神经网络逆控制方法更为有效的控制律重构方法。

Abstract：

An algorithm of SVMs regressing to a multivariable inputs and multivariable outputs （MIMO） function and a inverse control based on SVMs were proposed for controlling MIMO nonlinear correlative systems. The inverse system of MIMO nonlinear correlative system was identified by MIMO SVMs regressing algorithm. The original system connected with the inverse system will become linear and irrelated. PID controller will be designed to improve the dynamic and static capability of the system. Simulation results show that SVMs inverse control is a more valid way of control reconfiguration than BP neural networks.     

钢球磨中储式制粉系统智能解耦控制仿真系统

钢球磨中储式制粉系统具有多变量强耦合，非线性以及生产工况变化大的特性，其自动控制问题一直是控制界关注的热点问题。本文建立了钢球磨中储式制粉系统智能解耦控制仿真系统。该软件集成了钢球磨中储式制粉系统的仿真模型以及针对钢球储式制粉系统而设计的变量智能解耦控制技术，为钢球磨中储式制粉系统自动控制问题的深入研究提供了有力的实验工具。