城市交通干线递阶模糊控制及其神经网络实现

利用大系统的分解-协调思想、模糊理论和神经网络技术来进行城市交通干线的实时协调控制.把交通干线作为一个大系统,子系统为干线上的各个交叉口,在此基础上,设计了一种城市交通干线的两级模糊协调控制算法并用BP神经网络实现.控制级在线调整各子系统的信号周期和绿信比;而协调级则根据测得的交通信息协调相邻子系统间的车辆数.控制目标是使干线交通畅通并使平均车辆延误时间尽可能小.最后进行了仿真研究,结果表明,该方法比车辆全感应式控制能有效地减小平均车辆延误.     

城市交通仿真中的延误计算模型对比分析

论述了三种城市交通仿真(HCM2000、CORSIM软件、VISSIM软件)中的延误计算模型,在不同的交通流状态下,应用此三种延误计算模型进行了单点固定控制交叉口控制周期延误的仿真计算,并采用典型的美国城市交叉口实例进行了对比分析,得出以下结论:在交叉口接近饱和状态的情况下,HCM2000的延误计算模型得到的周期延误最小,在过饱和的情况下,HCM2000计算得到的周期延误最大.     

线控系统协调优化模型及其改进粒子群算法研究

为合理控制线控系统,控制参数应协调设置.本文基于分层递阶技术优化设计控制参数.首先将元胞传播模型(CTM)进行改进,考虑出口道车队离散延误,建立干线路段及交叉口分流、合流交通流模型,使CTM适于网络交通流分析.然后,针对线控系统现状研究忽视共用周期优化的问题,基于控制参数间的相依关系,考虑上、下行相位差关系,建立两级递阶控制模型;协调级根据主次干道车流状况,以系统总延误最小为目标同时优化共用周期和双向相位差;控制级优化绿信比使所控交叉口延误最小.同时,采用分段变化的惯性因子选择机制改进粒子群优化算法.最后,将协调优化模型及其粒子群算法应用于某仿真线控系统,比较研究发现协调控制效果良好.     

双交叉口两级模糊协调控制算法的研究

基于城市交通智能控制研究课题的需要,提出了一种双交叉口的分级模糊协调控制算法和应用混沌优化自动调整隶属度函数的思想,依此设计了双交叉口的两级模糊协调控制器;应用MATLAB编写了仿真程序,对主次干道车流量相差悬殊和相近两种情况进行了实例仿真,并与传统控制算法进行了比较.仿真结果表明,分级模糊协调控制方法可以有效减少有主次干道之分的交叉口车辆的平均延误,对交通流量均衡的交叉口的控制效果,也比传统算法有显著提高.     

多态交通条件下交叉口定时控制延误模型

延误是评价交叉口服务水平的基本指标, 延误模型对交叉口信号控制方案的选择意义重大. 在多态交通条件下, 采用现有模型分析信号控制下交叉口延误程度存在较大误差. 为适应交叉口交通流的多态性, 基于混合Gamma分布稠密性, 准确拟合交叉口到达车头时距数据. 运用拟合概率函数, 统计交叉口进口到达交通量概率. 将交叉口按照到达交通量大小分为欠饱和、过饱和两种状态, 根据统计概率提出交叉口信号定时控制延误模型. 实例分析表明, 基于混合Gamma分布的延误与实际结果更为吻合.     

基于车流无缝衔接的短连线交叉口协调控制方法

针对短连线交叉口经常出现排队溢出的问题,以交叉口的车均延误最小为优化目标,建立基于车流无缝衔接的短连线交叉口协调控制模型,运用波动理论建立排队约束模型,加入左转车流排队长度约束。最后,采用交通控制仿真软件验证本文提出的协调策略的有效性和适用性。仿真结果表明:采用基于车流无缝衔接的协调控制方法后,车均延误降低了38.3%,且无左转排队溢出。     

城乡结合部道路交叉口多目标信号配时优化模型

随着我国城镇化进程的加快,城乡结合部道路交通问题日益显著。为提高城乡结合部道路交叉口的交通运行效率、环境效益和交通安全,提出信号配时多目标优化方法,综合考虑延误、通行能力、停车次数、车辆尾气排放等因素构建模型,运用遗传算法进行求解。以某典型交叉口为例进行分析,给出改进设计方案并进行交通仿真评价。研究结果表明,通过多目标信号配时优化可以缓解城乡结合部道路交叉口交通拥堵和污染物排放的问题,具有较好的交通信号控制效果。     

基于互补问题的混合交通信号配时优化模型

根据最优化原理与非线性互补理论,针对混合交通下单点交叉口信号优化配时问题,以延误时间、停车次数和通行能力作为性能指标,研究了城市交通控制的优化模型,提出了与之等价的基于绿灯时间的非线性互补问题,并给出了信号优化配时的牛顿算法.算例表明此方法可行有效,在道路等级相差悬殊及交通量相当的情况下,较蚂蚁算法,总延误有很大的减少;在各进口道饱和度较小的情况下,较仿真结果,性能指标有明显提高.为混合交通下单点交叉口信号优化配时研究提出一种新思路和新方法.     

基于信号配时优化的路网运行效益仿真评价

结合Synchro和Q-paramics实现了区域路网的多介信号控制交叉口配时协调优化及运行效益评价.选择长春市典型交通拥堵区域作为研究对象,分析现有的信号配时存在的问题;采用Synhro信号配时优化软件建立仿真路网,并对区域内主要信号交叉口的配时情况进行协调优化;选择描述交叉口机动车运行状态变化的控制延误、停车次数、95％排队长度三个参数评价了15个信号交叉口入口配时优化后的交通运行状态变化,并结合Q-paramics交通仿真软件对比信号配时优化前后的区域总体交通运行情况;结果表明信号配时优化可以改善主要交叉口入口的运行状况,并提高区域路网机动车14％以上的运行速度,并可以降低25％以上的延误时间.研究证明在协调区域交叉口信号配时状况的基础上对其整体优化,可以在不改变现有交通基础设施的基础上提高区域交通流的运行效率.     

冲突多目标相容预测控制

两层结构的相容控制框架可以解决复杂冲突多目标控制问题,但其需要克服的困难是多目标直接优化、第一层所选区间目标的实现和在线实时优化控制。采用多目标遗传进化算法解决了直接优化多目标的工具问题。为能实现第一层中所选择的控制目标,第二层中设计了不同于第一层中形式的指标,并加入选择函数以反映实际系统的需要。结合预测控制思想的特点,提出了在线迭代遗传算法,解决了在线优化速度问题。以预测控制动态过程中误差、能耗两个目标为例对相容预测算法进行了说明。     

神经网络控制、无模型控制PID控制仿真比较

在同一条件下，对三种仅用受控系统I／O数据来设计控制器的方法进行了控制性能仿真比较，三个受控系统分别取自文[1]和[5]。三种不同的控制方法各有其优缺点，仿真结果表明：无模型自适应控制具有其他两种方法所不具备的优点，适合处理结构时变、参数时变、阶教时变非线性离散时间系统的控制问题。     

碟式飞行器复合控制中的控制分配策略

针对碟式飞行器复合控制中的控制分配问题,提出了两种控制分配策略:基于误差的非线性分配策略和基于能量的最优分配策略。这两种分配策略的设计和控制律设计相分离,控制律确定总的控制量,分配由单独的环节实现。仿真表明,不考虑控制量受限时,这两种设计实现了变质量矩控制和推力矢量控制的优势互补,达到了良好的控制性能;考虑控制量受限时,相对于非线性分配策略,最优分配策略避免了控制量受限的影响。     

基于DCS的控制系统仿真方法

基于DCS（Distributed Control System-集散控制系统）的控制系统仿真方法是测试控制系统的实施正确性、操作可靠性、操作等效性及DCS资源占用等性能的有效手段,通过这种方法可以缩短新型控制系统的开发周期,减少新型控制系统试投用期的风险。本文对基于DCS的控制系统仿真方法的必要性、特点进行了分析与讨论,并提出了基于DCS的仿真控制系统的架构和分类。一个应用实例验证了基于DCS的控制系统仿真方法的有效性。     

直接力控制导弹的拟人智能自动驾驶仪设计

拟人智能控制是一种基于被控对象的物理模型以及人类相应的知识模拟人类处理控制问题的思路和一般方法解决问题的控制方法。基于拟人智能控制思想提出一种针对采用直接力控制导弹的姿态控制的控制逻辑和非线性控制律的设计方法。控制逻辑决定了气动力与直接力两种控制方式的权限分配。然后,利用拟人思想设计定性控制律。利用广义归约的方法将复杂的导弹姿态控制问题分解成若干个可直接解决的本原问题,然后依据各本原问题的主次关系以及耦合关系通过分析导弹的飞行动力学模型设计出非线性控制律结构,最后利用遗传算法将控制律中的各权值优化定量得到定量控制律。所设计出的控制逻辑和控制律在导弹进行大过载机动时保证导弹的稳定性。仿真结果表明复合控制方法可以使导弹具有更高的精度。     

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…     

航天器控制过程中离散事件动态控制策略研究

对离散事件系统动态控制理论进行了阐述,对航天飞行器控制过程进行了分析研究,指出了航天器控制过程中包含了一系列的离散事件,具有离散事件动态控制的特性,是一种广义的离散事件系统控制.测控专家和测控人员共同完成对整个航天器测控过程的分析判断,提出相应的控制策略,实施对航天器系统的控制.在此基础上,根据广义情况下离散事件动态控制的特点,提出了一种适用于航天器控制过程的离散事件动态控制模型,指出了此模型在航天器控制过程中应用的优点,并进一步指出广义离散事件系统动态控制模型可以应用于其它相关领域.     

不确定网络化控制系统的保性能鲁棒容错控制

研究了一类含有不确定性的网络化控制系统的完整性和保性能容错控制问题.基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用状态反馈控制策略,针对含有不确定性的网络化控制系统当执行器发生失效故障时分别推证出了系统仍渐近稳定和能够满足一定控制指标的充分条件,进而通过将矩阵不等式转化为线性矩阵不等式得到了求取两种容错控制器的方法.最后用仿真算例验证了该方法的有效性和可行性.     

Flow Control Strategy for the High Speed Network Based on Control Theory

Design of an effective congestion control scheme is a hot topic in the development of computer network. The flow control scheme can adjust the packet sending rate in source host, thus effectively avoiding the network congestion. This paper proposes a new flow control scheme based on discrete control theory. The simulation results show that this method can adjust the sending rate and queue level in buffer rapidly and effectively. The method is easy to implement and applicable to high speed networks.     

直升机航向鲁棒保性能控制

针对具有时变不确定性且不确定性界为椭球的线性系统提出了一种新的具有自适应机制的鲁棒保性能控制器设计方法.首先,引入一个具有可由自适应律在线调整的可调参数的目标模型,通过该参数来保证由目标模型与被控模型所获得的误差系统渐近稳定.结合保证目标模型稳定性的设计,最终形成保证闭环系统稳定且控制器增益仿射依赖于可调参数的鲁棒保性能跟踪控制器.应用于安装在试验平台上的小型直升机航向控制中,仿真试验表明了该方法的有效性.     

综合数字控制技术在飞机环境控制系统的应用

提出了一套新的综合数字控制硬件和软件解决方案应用于飞机环境控制系统中,以某先进战斗机环境控制系统为例先后进行了计算机仿真设计和原理性验证试验。结果表明,采用模糊控制方法的综合数字控制系统改善了原PID控制系统的性能,具有响应快、稳态精度高等特点,达到了飞机功能子系统的总体设计要求。