基于力控的三容液位系统解耦控制研究

在三容系统物料平衡的基础上,建立了系统的数学模型,根据三容液位系统的非线性特性,运用解耦原理设计控制器,将三容系统的非线性耦合解耦为三个一阶子系统.通过力控组态软件实现解耦控制,并对整个液位控制系统进行组态,构成控制精度高的三容液位系统.     

三容水箱实验系统模型的建立

在三容水箱物料平衡的基础上，建立了系统方程，在平衡点对非线性函数进行泰勒展开，并进行简化处理，建立了三容水箱系统的模型。讨论了三容水箱实验系统构成典型的一阶、二阶、三阶对象．为系统的试验和进一步控制算法的研究提供了理论基础。     

基于物理平台的多变量控制系统设计与研究

针对工业控制中多变量控制系统的强耦合特性,在模拟仿真环境下进行的过程控制的研究与实际情况有很大差距的问题,提出了一种在YC-SX多变量过控实验平台上进行的对多变量系统的解耦控制。在研究过程中,通过这个实验平台搭建了四容水箱多变量控制系统实物模型;并且借助Matlab软件实现了对此系统的系统辨识和解耦控制。由研究结果表明,此四容水箱多变量系统耦合基本消除;并且这样的设计能够更接近于工程实际情况。     

三容系统的PI控制

在三容系统解耦控制的基础上，加入了PI控制。通过两种控制实验特性曲线的比较可知，在扰动存在的情况下，三容解耦系统采用PI控制，可以大大地改善其静态性能。     

流出系数故障对三容水箱系统的影响

研究了三容水箱中流出系数故障对系统稳定性的影响,流出系数的变化直接影响了一步转移矩阵的稳定性,进而影响了系统的整体性能。首先,通过建立三容水箱的模型,得出了系数矩阵与流出系数的关系,然后通过仿真模拟,得到了各个流出系数对系数矩阵特征值的影响的仿真图。最终根据仿真图分析了流出系数故障对三容水箱系统稳定性的影响。     

三容水箱液位模糊免疫自适应控制算法研究

三容水箱是一种可用于研究液位、流量、温度等参数控制的实验装置,在控制理论教学及科学研究中具有重要的实际应用价值,其功能在于可以组合成多种控制回路,验证各种控制算法,模拟工业现场控制类型。该文对三容水箱进行建模,对传统的PID控制算法和模糊控制算法进行改进。采用MATLAB/Simulink设计模糊免疫自适应PID控制器,建立了三容水箱二阶与三阶液位控制模型,并进行仿真实验,使用上位机软件对控制算法进行测试验证。实验表明,与普通PID控制和模糊PID控制相比,控制系统的稳定性和快速性得到显著改善。     

三容水箱的T-S模糊PID控制研究

三容水箱是较为典型的非线性、时延对象,具有很强的代表性和工业背景.结合非线性模型线性化方法、PID控制结构及基于T-S模型的模糊控制技术.提出了三容水箱的T-S模糊PID控制策略.在Matlab下建立三容水箱控制的仿真模型并进行仿真研究.结果验证了控制策略的有效性和正确性.     

基于GUI的四容水箱半实物仿真平台设计

多容水箱作为具有非线性、多变量、强耦合等特性的实验装置,为教学提供了具体的控制对象。针对多容水箱实验装置目前存在的问题,设计了一个基于GUI的四容水箱半实物仿真平台。平台以单片机(STC89C51)为控制器,利用Matlab的S函数实现四容水箱的非线性数学模型,通过串口通讯完成水箱液位控制,并且设计GUI界面以实时监控水箱液位及参数。该平台不仅占地少,成本低,灵活性大,而且便于展示控制效果和二次开发,提高学生的学习兴趣和实践能力。     

组合趋近率下的液位系统滑模控制

针对离散指数趋近率中的带状切换带会带来系统抖振,降低系统的稳态性能这个问题,结合离散变速趋近率,提出了一种离散组合趋近率,并将其应用于一SISO三容水箱中,通过MATLAB仿真实验,验证了组合趋近率的有效性.     

新型解耦控制器的设计及其应用

基于传统的解耦方法和内模控制理论,提出一种采用单位反馈结构的PID/PI解耦控制器的解析设计方法,通过适当地添加补偿项,消除控制器中可能包含的不稳定因素,使得这种新型的解耦控制策略适用于含有多时滞和右半平面零点的双输入双输出系统.该方法克服了现有数值化求解方法的局限性,可在线调节解耦控制器的控制参数,使系统达到较好的动态性能和鲁棒性能.同时,对于存在乘性不确定性的被控过程,分析了控制系统满足标称性能和鲁棒稳定性的充要条件,并由此确定出控制器参数的调节范围.将这种新型的解耦控制策略应用在四容(阶)水箱试验中,仿真验证了其优越性.     

对流扩散方程的多尺度解耦小波算法研究

针对传统有限元方法在求解对流扩散问题时常会出现的数值震荡和数值耗散等缺点,提出一种对流扩散方程的尺度解耦小波求解方法。介绍第二代小波多分辨分析,推导有限元多分辨空间的两尺度关系,提出对流扩散方程的多尺度计算框架。推导对流扩散方程的解耦条件,并利用提升方案构造多尺度解耦小波。提出多尺度解耦小波算法,该方法通过向求解域添加解耦小波,逐步逼近问题精确解。数值算例证明,解耦小波是一种求解对流扩散方程性能优良的小波基。     

基于螺旋理论的两转一移解耦并联机构型综合

强耦合性是并联机构的一个显著特点,如果能使并联机构的运动部分解耦或者完全解耦,将使并联机构的理论分析、实际应用等方面变得容易。为此,本文基于螺旋理论、机构运动螺旋系与分支运动螺旋系之间的关系,提出了移动解耦分支型综合准则和转动解耦分支型综合准则,确定了并联机构转动条件及输入运动副选择原则,形成了两转一移解耦并联机构型综合方法,并以此对两转一移解耦并联机构进行了综合并得到了许多新型机构,从而验证了该方法的正确性和可行性。     

神经网络在广义预测控制中的应用

利用ＢＰ神经网络技术把多变量系统解耦为单变量系统,并推导出基于ＡＲＭＡＸ模型的隐式ＧＰＣ算法。用此算法控制解耦后的系统。     

Available control in dynamical decoupled quantum systems

Dynamical decoupling (DD) eliminates qubit-bath coupling by applying a sequence of instantaneous pulses.While qubit-bath couplings generally lead to qubit relaxation and dephasing,qubit-qubit couplings are often used to manipulate or control quantum states.We investigate the available control operations in two DD schemes,named periodic DD (PDD) and Uhrig DD (UDD),to see whether universal quantum computation can be realized in these decoupled systems.We find that universal control is possible using Heisenberg interaction in both periodically decoupled system and Uhrig decoupled system,and the available control operations under two kinds of DD sequences obey the same commutation relation.In the UDD case,we also derive a rough bound for control errors.     

快速分解潮流的并行算法──Householder公式的应用

针对两层次的多区域电力系统及两层次结构的计算机网络，应用Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ公式研究了快速分解潮流的并行算法。该法与常规快速分解潮流具有完全相同的收敛性，而采用的Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ公式非常简洁，并行计算过程中需传送的数据量较小。文中给出了ＩＥＥＥ１４节点及ＩＥＥＥ３０节点系统算例及计算结果。     

一种新的直角坐标P-Q解耦潮流算法

提出了直角坐标功率修正方程的一种变形，推导了相应的ＰＱ解耦算法．与Ｂａｂｉｃ的方法相比，其方程个数减少而收敛性大为提高；与经典极坐标ＰＱ法相比，其收敛速度及计算速度也有所提高．对ＩＥＥＥ标准测试系统和广西电力系统的实际计算表明：直角坐标ＰＱ解耦算法对不同系统具有较好的适应性，完全适用于电力系统离线或在线计算     

电力系统神经网络逆控制中的闭环控制器设计

由于实际电力系统输入限幅、工作区域受限等因素的影响,采用神经网络逆系统方法对被控电力系统进行反馈线性化解耦后的复合系统并非理想的解耦线性系统.在对此复合系统设计闭环控制器时需要确定合理的期望响应特性.本文通过对被控电力系统的输入输出特性分析,得到线性化解耦后各子系统的主导物理特性,从而为确定合理的闭环期望响应特性提供依据.结合神经网络逆系统方法在励磁与汽门系统线性化解耦控制中的应用,本文给出了详细的设计方法与计算机仿真结果.     

神经网络解耦控制在多变量控制系统中的应用

应用神经网络解耦控制,实现多变量系统的最优控制.通过引入神经网络环节,对多变量系统进行解耦,解耦后的子系统变为单变量系统.因此将多变量控制变成单变量控制.解耦控制采用前馈补偿器解耦,解耦补偿器采用BP神经网络结构.仿真结果表明,该控制策略具有较好的动态跟踪特性,能满足复杂多变量控制系统的控制要求.     

一维溃坝波的数值模拟——基于WENO重构的解耦格式

采用五阶精度的WENO格式对界面变量进行数值重构,形成高精度的数值离散格式,对其捕捉溃坝波的能力进行分析。用roe平均对一维浅水方程组进行局部线性化,通过直接和解耦2种格式进行求解,数值模拟溃坝洪水的推进过程,得到沿程的水位和流速分布。与理论解的比较表明基于WENO5重构的解耦格式,具有很高的分辨率,展现了溃坝涌波的运动特性。     

一种基于量测变换的快速解耦状态估计方法

提出了一种基于支路功率量测变换的快速解耦状态估计和不良数据辨识方法 ,不但保留了传统快速解耦状态估计的优点 ,而且可以很好地处理大 R/X比值和存在单个或多个不良数据等问题 .算例表明方法快速有效 .