ALSTOM气化炉的多模型预测控制

为了克服ALSTOM气化炉多变量、非线性的特性给系统控制带来的困难,提出了一种多模型预测控制(multiple model predictive control, MMPC)算法.根据气化炉在多个工况下的局部线性模型,设计了一组简化状态估计的子预测控制器.通过子模型输出误差项的无量纲化处理,改进了递推贝叶斯加权策略,并对各子预测控制器的输出进行了加权计算,得到了系统的实际控制量.将该多模型预测控制算法用于ALSTOM气化炉的控制,仿真结果表明:在压力扰动测试中,即使各控制量受到严格的约束,各输出量的偏差仍能维持在规定的范围内;在变负荷测试中,系统能够迅速跟踪负荷设定值的变化,从而满足了基准测试的各项要求.     

ALSTOM气化炉的分散PID控制

针对ALSTOM气化炉的非线性、多变量动态特性,提出了2种基于常规PID控制器的气化炉多变量控制方案.方案1首先通过相对增益矩阵分析法确定气化炉输入变量与输出变量之间的关联程度,然后确定多变量控制方案;而方案2是对国外学者提出的一种不能满足全部测试要求的方案的改进.对2种控制方案进行了详细的多工况仿真测试,测试结果表明:方案1只要在适当放宽煤量改变速率限制的情况下,不仅可以满足ALSTOM气化炉的基准测试要求,而且各项控制指标均优于方案2;方案2能严格满足各项基准测试要求,但系统总的动态控制品质逊于方案1.与许多复杂控制算法如模型预测控制不同,控制方案基于常规PID控制,便于工程实现,对工业应用具有更好的指导意义.     

ALSTOM气化炉的适应性非线性控制

针对ALSTOM气化炉控制基准问题,结合输入输出约束,设计了一种适应性非线性控制器。该控制器以反馈线性化的思想处理非线性,并将耦合和未知扰动等均视为外扰进行观测和补偿,从而具有结构简单,控制参数物理意义明确,强适应性和抗干扰性的特点。动态测试结果表明,基于非线性模型的适应性非线性控制,优化后的系统满足所有的控制要求;负荷从50%增加到100%时,能迅速跟踪负荷变化,并对于煤质扰动具有一定的适应性。     

ALSTOM气化炉基准问题的控制特性分析

气化炉是洁净煤发电系统的关键设备,其控制水平直接影响到电站整体的安全和效率。针对ALSTOM能源技术中心发布的气化炉控制基准问题,从控制系统设计的角度出发,对其非线性、耦合性和抗扰性进行了定量分析。结果表明:该系统具有一定的非线性,对控制器的鲁棒设计有较高的要求;系统具有强耦合;通过广义相对扰动增益分析,获得了该气化炉系统的分散和解耦控制结构。上述分析结果对进一步设计和优化控制系统提供了有价值的参考。     

标准锅炉系统的适应性非线性控制

为了保证标准锅炉系统实现大范围、全工况优化运行,提出一种双环的控制结构,即内环采用适应性非线性控制,实现输入-状态反馈线性化,而外环采用线性控制器。该控制策略能自动抑制系统参数不确定性和外部扰动等模型未知因素的影响,不依赖模型的精确数学表达式。仿真表明,该适应性非线性控制策略是解决一类具有非最小相位特性的非线性系统控制问题的有效途径。     

一种改进反坦克导弹高原适应性的非线性控制方法

为了解决某反坦克导弹高原飞行适应性的问题,从分析导弹的频域特性和制导系统参数出发,研究导弹在高原使用时的特性. 引入非线性控制方法,对制导回路纵向和横向通道的参数进行改进设计,用数字仿真对改进的有效性进行验证. 仿真结果表明,采用非线性控制方法进行设计能够有效提高制导系统在高原条件下的稳定性,改进后的导弹性能满足高原使用要求.     

ALSTOM气化炉基准问题的控制特性分析

气化炉是洁净煤发电系统的关键设备,其控制水平直接影响到电站整体的安全和效率。针对ALSTOM能源技术中心发布的气化炉控制基准问题,从控制系统设计的角度出发,对其非线性、耦合性和抗扰性进行了定量分析。结果表明:该系统具有一定的非线性,对控制器的鲁棒设计有较高的要求;系统具有强耦合;通过广义相对扰动增益分析,获得了该气化炉系统的分散和解耦控制结构。上述分析结果对进一步设计和优化控制系统提供了有价值的参考。     

基于多指标非线性控制的单级倒立摆控制

针对单级倒立摆的稳定性问题,建立了单级倒立摆系统的四阶非线性数学模型,运用多指标非线性控制方法,设计了一个多指标的非线性控制器,并借助于系统特征根配置的方法,整定了该控制器中的c、k参数,实现了小车的水平位置和摆杆角度的稳定控制．最后,同时对线性最优二次型调节器和多指标非线性控制进行仿真对比,仿真表明：与线性最优二次型调节器相比,多指标非线性控制方法在控制效果上更为令人满意．     

适应性控制的数学理论

控制理论的主要概念包括控制体、控制目的和控制算法。多年来控制理论的基本假设是：控制体其数学描述（模型）框架是已知的，但是在许多工程应用问题中，控制体信息并非已知，这就产生了与经典控制理论不同的适应性控制理论。本书有三大特点：1.宽泛的物体研究范围；2．不为西方读者易知的东方学派（Eastern Schoo1）适应性理论研究的详细描述；3．首次提出了适应性控制算法的正式定义。     

CSTR的非线性预测控制

对于像ＣＳＴＲ化学反应器的控制，由于其过程本身的严重非线性而变得十分困难，本文提出一种采用Ｈａｍｍｅｒｔｅｉｎ模型的预测控制方法来控制上述非线性过程。Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ模型采用两种方法进行辩识，联立辩识法与序贯辩识法，本文特点地提出一种改进型Ｈａｍｍｅｒｔｅｉｎ模型，用于克服常规Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ模型在控制器设计时的不足之处，对ＣＳＴＲ反应器之仿真结果表明，基于上述两种Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉ     

一类非线性系统的自适应控制

提出一种带有状态观测器的非线性系统自适应控制策略 ,实现了非线性系统的镇定和零误差跟踪 .这种方法简单有效 ,尤其适用于状态不可观测系统和输出无法直接连续测量的非线性系统 .     

非严格反馈非线性系统的自适应模糊控制

研究一类单输入单输出非严格反馈的非线性系统自适应模糊控制问题.基于系统函数单调递增的性质,提出了变量分离方法,并利用自适应模糊控制技术和Backstepping设计自适应模糊控制器.自适应控制器确保闭环系统的所有信号半全局有界,同时所有状态收敛到原点的一个充分小的邻域内,仿真例子验证了该方法的有效性.     

一种非线性系统的神经网络自适应控制

带有死区非线性的系统广泛存在于各个领域，特别是机械领域中．该文采用人工神经网络实现的自适应控制器对这种非线性系统进行了控制研究，MATLAB仿真结果表明，这种自适应控制器能对该类非线性系统能实行有效的控制．采用这种自适应算法由于不再需要调整参数，将使控制系统的整定变得简单．     

一类具有非线性输入系统的自适应模糊控制

基于滑模控制基本原理,利用I型模糊逻辑系统对未知函数进行在线逼近,提出了一种具有监督器的自适应模糊滑模控制方法.该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界,并进一步引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响.通过李亚普诺夫方法,证明了跟踪误差收敛到零.仿真结果表明了该方法的有效性.     

一类带有广义不确定性非线性系统的自适应模糊反演控制

本文结合自适应控制、模糊控制和反演控制方法,针对带有广义不确定性的严格块反馈型非线性系统,设计了一种自适应模糊反演控制律。对反演控制律设计的不足之处,采用自适应模糊控制去逼近非线性系统中带有广义不确定性的非线性函数,从而实现了无需精确数学模型的全新控制律,避免了因存在不确定性对系统带来的不良影响。在此基础上,利用李亚普诺夫方法分析了系统的稳定性和收敛性。仿真结果表明：本文所设计的控制律,对严格块反馈型非线性系统中存在的不确定因素具有较强的鲁棒性和自适应性。     

多重时滞非线性系统的自适应预测控制

针对NARX模型中一步时滞控制算法不完全适用于多重时滞的情形,提出一种在工作点处用线性的动态切平面逼近一般的非线性系统的方法,结合一种准则函数和预测器算法,提出一种自适应预测控制算法,给出了该模型下具有遗忘因子的递推最小二乘非线性参数估计算法.仿真结果表明:该控制算法品质好,参数估计算法几乎无偏,验证了自适应预测控制算法和递推参数估计算法的有效性.     

一类非线性系统自适应模糊滑模控制器的设计

为了保证一类不确定非线性系统的稳定性,自适应模糊控制提出了附加监督控制的方法．在此基础上,结合滑模控制原理,提出了一种Ⅱ型间接自适应模糊滑模控制方法,该方法取消了监督控制,用滑模控制器增加了逼近误差的自适应补偿,理论分析证明控制系统全局稳定且跟踪误差收敛到零,然后将这种控制器应用到过程控制的典型对象液位控制中,仿真结果表明了该控制器的有效性和可行性．