多缸液压机的自适应容错滑模控制分配

针对一类多缸液压机提出了一种基于滑模的自适应容错控制分配方法.该方法不仅考虑了单一执行器的故障问题,而且可以满足执行器同时发生故障时控制系统的性能要求.当某一个液压缸发生故障时,控制分配部分采用容错控制分配方法在健康的液压缸之间对故障进行补偿;当液压缸同时发生故障时,针对虚拟控制量存在误差的问题,采用在线自适应控制方法调整高层滑模控制器的控制增益,在消除虚拟控制误差的同时,保持了闭环系统的稳定性.仿真实验表明:所提出的控制器与未考虑容错性能的控制器相比具有更好的控制性能,在液压缸分别出现局部或全局故障的情况下,皆表现出较强的鲁棒性.     

超临界压力锅炉给水及过热汽温的自适应逆控制

研究了一种超临界压力锅炉给水及过热汽温的自适应逆控制方法.通过锅炉系统动态特性分析,构造了锅炉给水及过热汽温控制对象逆动力学模型输入向量结构,采用递推最小二乘支持向量机实现逆动力学模型的在线辨识,建立自适应逆控制系统,同时考虑直流锅炉出口汽温以及微过热汽温等对给水量和各级喷水量的共同需要,实现直流锅炉给水及过热汽温的综合控制.仿真试验表明,该控制系统具有良好的控制品质和自适应能力,并能有效地消除汽温分段控制方法中存在的控制量反复振荡现象.     

电厂过热汽温串级系统的约束预测控制

针对实际电厂过热汽温系统中减温水阀门受到物理约束限制,外环控制器计算的设定值造成执行机构饱和从而影响系统性能的问题,提出了串级预测控制算法,并采用约束预测控制算法进行求解,在系统约束范围内求得系统性能的优化解,对电厂过热汽温控制系统进行了仿真论证.仿真结果表明,过热汽温系统控制量能被有效控制在约束范围内,并且系统保持了良好的运行结果.     

一类带有执行器故障的随机跳跃系统的可靠控制

研究了一类带有执行器故障的随机跳跃系统的可靠控制问题:主要工作是把此类系统要求转移概率完全已知的条件放宽到了转移概率部分未知的更一般情形,具有更小的保守性.首先,给出了保证此类系统随机稳定的充分条件;然后,提出了此类系统考虑执行器故障时的可靠控制问题,并设计了一个考虑执行器故障的可靠控制器.最后,基于带有执行器故障的可靠控制器设计方法,将问题归结为求解一组线性矩阵不等式的可行解问题.数值仿真算例说明了所得结果的有效性.     

基于极值搜索算法的过热汽温控制系统优化方法

提出一种基于极值搜索算法的过热汽温控制系统PID参数优化策略.首先介绍了极值搜索算法的基本原理,然后基于该算法设计了过热汽温优化控制系统,最后通过大量仿真实验详细研究了极值搜索算法主要参数变化,以及采用不同目标函数,对优化结果的影响.该方法不依赖于对象的数学模型,而采用阶跃响应实验来获得系统性能指标相对于参数拢动量的梯度信号,在线调整PID控制器参数.仿真结果表明,基于该方法优化的过热汽温控制系统具有良好的动态调节品质和较强的适应性.     

模糊预估PID控制及其应用

针对ＰＩＤ控制器难以控制大滞后大惯性过程的问题,提出了模糊预估ＰＩＤ控制方法．将该控制方法应用于锅炉过热汽温控制进行仿真研究,结果表明模糊预估ＰＩＤ控制系统具有优良的控制性能及很强的鲁棒性．     

火力发电锅炉主汽温控制系统的动态矩阵控制策略

针对火力发电锅炉主汽温控制系统的大惯性、纯滞后和非线性等特点,提出一种基于动态矩阵控制的主汽温预测控制策略。根据过热蒸汽传输通道特性,将减温水流量扰动作为前馈补偿;综合考虑机组负荷、燃料波动等扰动因素设计动态矩阵控制器;采用有限时段的滚动优化策略,并引入基于误差的反馈校正算法,从而能全面考虑模型失配、时变、干扰等引起的不确定性,及时弥补这些因素造成的影响,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明:与常规PID和Smith预估控制策略相比,在施加扰动情况下所设计的控制策略调节时间最多可减少314.28 s,超调量最多可降低12.6%;在模型失配情况下调节时间最多可减少516.66 s,超调量最多可降低15.46%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差低于±5℃,动态和稳态性能得到了很大改善,能有效满足发电锅炉主汽温控制系统的实际要求。     

离散Markovian跳变系统概率转移矩阵部分未知的可靠控制

针对执行器故障和概率转移矩阵部分未知的情况,研究了一类离散Markovian跳变系统的可靠控制问题.设计有效的状态反馈可靠控制器,不仅使得闭环系统在无故障的情况下是随机稳定的,而且在执行器出现故障的情况下还仍然使得闭环系统是随机稳定的.用一组耦合可解的线性矩阵不等式给出了可靠控制器的可行性条件.数值算例表明了所提方法的可行性和有效性.     

非线性离散时滞系统的非脆弱H_∞保成本容错控制

基于Lyapunov稳定性理论,研究一类不确定非线性离散时滞系统的非脆弱H∞保成本容错控制问题.在考虑执行器故障和控制器参数存在加法摄动的情况下,利用线性矩阵不等式方法,给出了非脆弱H∞保成本容错控制律的存在条件、非脆弱H∞保成本控制器的设计方法和控制器的清晰的表达形式.最后通过一个仿真算例,验证了本文提出算法的有效性.     

一种自适应容错H_∞控制方法

针对有执行器故障的连续时间线性时不变控制系统,结合自适应控制方法和线性矩阵不等式(LMI)技术研究系统的容错H∞控制问题.利用LMI得到一个定常控制增益并同时优化系统干扰抑制性能(H∞性能).在定常控制增益基础上加上自适应控制方程得到完整的状态反馈控制器,使得系统在执行器故障下稳定,并通过李亚普诺夫第二稳定性定理,证明所提出的自适应容错控制系统比定常增益容错控制系统具有更为优越的干扰抑制性能.最后给出一个数值例子来验证该方法的有效性和优越性.     

基于模糊PID切换的过热蒸汽温度控制

设计了一种可根据过热汽温给定值的偏差范围自动实现PID控制与模糊控制切换的模糊PID控制器．MATLAB仿真的结果表明,该控制方法与PID控制相比,具有响应快、超调量低、稳定性高、鲁棒性强等性能．     

一类随机时延网络控制系统的随机容错设计

针对网络化控制系统的传感器失效及执行器失效和网络时延均具有随机性这一现象,将传感器和执行器的故障建模为相互独立的Bernoulli随机序列,时延建模为Markovian,建立了具有Markovian跳变随机时延的网络化控制系统,并研究了该系统存在传感器失效、执行器失效以及二者同时失效的随机容错控制问题。通过构造增广的状态向量,以LMIs的方式给出了系统随机稳定容错控制器的设计方法。     

基于免疫遗传算法的模糊优化控制及其仿真

提出了一种记忆细胞精英抗体遗传策略,能强化免疫系统的记忆功能和抗体浓度调节机制,从而使免疫遗传算法更快速、稳定地收敛到全局最优点.在模糊规则和隶属度函数联合编码基础上,通过上述改进型免疫遗传算法实现模糊控制器参数的同步优化.另外,由于模糊规则库和隶属度函数通常都具有对称的特点,控制器优化时可将搜索空间减半,从而使稳定性、收敛性得到显著提高.将这种新型模糊优化控制方法应用于过热汽温控制系统进行仿真,结果表明可以获得非常满意的闭环控制效果.     

基于多模型切换的过热汽温自适应预测控制

为了克服电厂过热汽温对象大惯性、大滞后及参数随负荷显著变化对系统控制带来的困难,采用了一种基于多模型切换的自适应预测控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识过热汽温对象的动态特性.在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计预测控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时证明了所提出的多模型控制策略可以保证闭环系统输入输出有界稳定.仿真结果表明该控制策略在大工况范围具有良好的动态调节品质和鲁棒性能.     

具有饱和执行器的随机中立型系统的均方指数稳定性

讨论具有饱和执行器的混合时滞随机中立型系统的均方指数稳定性.在考虑了时变时滞依赖和分布时滞效应的系统状态中融入具有Markov跳变的随机中立系统,针对此类系统设计了一个无记忆饱和状态的反馈控制,构造合适的Lyapunov-Krasovskii函数,由时滞分割法得到系统的最大时滞上界,采用线性矩阵不等式方法,推导出系统均方指数稳定的充分条件并进一步得到较小保守性.数值例子说明该方法的有效性.     

积分时滞系统的内部反馈粒子群优化控制方法

传统PID控制器在控制积分过程时存在结构上的缺陷,提出一种内部反馈的粒子群优化PID控制方法,解决了积分过程难以控制的问题。火力发电厂过热蒸汽温度系统是一种较难控制积分时滞系统,蒸汽流量温度控制系统仿真结果无超调、调节时间短,表明内部反馈的粒子群优化PID控制方法的有效性和合理性。     

火电厂汽包锅炉汽温控制的研究进展与发展趋势

火电厂汽包锅炉出口的过热蒸汽温度是整个汽水行程中工质的最高温度,对于电厂的安全经济运行有着重大影响.由于汽温调节过程是典型的大时延热工过程,受控对象为多容量、大惯性系统,扰动因素众多,给汽温调节带来很大的困难.基于火电厂汽包锅炉过热汽温控制方法的多样化,本文介绍了过热汽温控制系统的结构、控制方法及其发展现状与趋势.     

一种模糊控制算法在主汽温控制系统中的应用

针对主汽温具有影响因素多、时滞较大及模型时变的特点，提出了主汽温自整定模糊控制算法。该算法利用解析公式形式，对主汽温偏差及其变化率、导前汽温变化率进行了综合考试，并可根据运行工况自动调整各模糊变量的加权因子，其控制效果优于常规的控制系统。