基于Elman网的水泥回转窑模型及其DHP控制器设计

水泥回转窑熟料煅烧过程是一个涉及传质、传热和物理化学反应的复杂的多变量、多扰动、非线性过程。为了稳定回转窑温度以提高水泥熟料烧成质量,降低能耗,需要探索新型优化控制方法。近似动态规划(ADP)综合神经网络、强化学习和动态规划等方法和技术,是一种新型优化方法。其中的双启发式动态规划(DHP)算法由于其评价网络的输出是代价函数关于状态量的偏导数,它具有动态性好、收敛速度快、控制精度高等优点。在分析水泥回转窑工艺的基础上,采用Elman神经网络建立回转窑系统的模型,并利用近似动态规划中的双重启发式动态规划算法设计回转窑温度优化控制器。仿真结果表明,在经历控制初期的波动后,回转窑烧成带温度逐渐趋于稳定,实现了对水泥回转窑的仿真控制。     

预测控制中的稳态目标优化策略及其应用

实际工业过程中,过程限制或约束的存在以及不可避免的模型失配和干扰的影响,系统很可能达不到期望的设定值,从而存在稳态偏差问题。采用MPC稳态目标计算和动态优化控制两级结构,在每个采样时刻,考虑可测干扰的影响下,重新进行稳态目标计算。稳态目标计算时保证稳态目标与动态MPC计算中的输入速率约束兼容,并根据当前预测输出和测量输出之间偏差的反馈信息校正稳态模型,体现了MPC算法中的反馈思想。以壳牌重油分馏塔标准问题为例进行了仿真,仿真结果表明了该算法的有效性。     

电动汽车用异步电机矢量控制系统仿真分析

根据异步电机矢量控制原理,建立了电动汽车用异步电机的仿真模型和转子磁场定向下的矢量控制系统模型,并在Matlab/Simulink软件环境下对其进行建模。考虑到时间的延迟,根据定子电压解耦修正算法推导了分析模型,仿真分析结果表明可以改善高频控制的效果。以实际电动汽车用电机为例对模型进行仿真分析,该电机模型具有良好的稳态、动态性能,表明该仿真模型是实用的和有效的。     

HSIC特征模型改进算法的抗干扰问题研究与仿真

提出了一种HSIC特征模型的改进算法(ICMA-HSIC),将系统动态过程划分为若干运行模态, 与系统性能指标建立起直接联系,对系统响应做了完整的划分.在保证调节性能的前提下减少了调节参数的个数.采用闭环为主导的开环系统--闭开环控制结构,符合人类的思维.通过对二阶系统叠加不同的典型干扰信号,分析比较了闭环PID控制、ICMA-HSIC控制在不同的干扰作用下系统的动态、稳态性能的变化,仿真分析表明该控制方式具有较好的抗干扰能力.     

基于模糊/PID控制的渠道运行系统设计和仿真

将传统控制方法与模糊控制理论相结合,利用MATLAB模糊逻辑工具箱设计了一种模糊/PID控制器,用于渠道运行系统的控制,并利用SIMULINK建立了渠道运行的仿真模型,实现了对系统的仿真.结果表明,模糊/PID控制集PID控制与模糊控制的优点于一体,使系统在保持良好的稳态性能的同时,又获得了良好的动态性能.     

开放式蒸馏过程模拟平台设计与实现

以严格机理模型为基础设计并实现的蒸馏过程模拟平台,提供了进行过程模拟的计算机环境,在平台上可以方便地进行蒸馏过程稳态模型、动态模型、优化模型和控制模型的仿真计算,可针对过程特点进行分析并提供优化操作指导值.平台具有在线过程模拟功能和开放的接口环境,适于各种模拟方案、过程模型和算法的仿真研究,能方便地检验模型和算法的有效性.该平台具有通用性、可视性的特点.     

复杂系统多模型学习与控制优化设计方法

高品质控制系统应该具备稳、准、快特点,本文研究了多工况下复杂系统的高品质控制问题.首先,用模型族覆盖系统在不同工况下的动态行为,然后,以后验概率为协调变量,提出了多模型学习与控制优化算法,证明了在稳态情况下用本文方法设计的控制律等同于真实模型的控制律,同时,控制器不需要在多个模型间进行硬切换,是一种软切换策略,最后通过对两个例子的仿真,说明了算法的有效性.     

多分支多部件水下拖曳系统运动仿真

针对多分支多部件的水下拖曳系统特点,构造了杆和质点组成的通用力学结构;基于虚功原理建立系统动力学仿真模型;以仿真约束力处理浮体在水面的单双侧混合约束问题,避免了约束方程带来的复杂性。对典型系统的动态过程仿真结果表明,该模型可以获得系统的动态过程,正常收敛于稳态位置,浮体的水面约束与下沉过程均符合实际情况。     

调距桨推进装置及其控制系统的建模与仿真研究

利用准稳态、循环平均值等建模方法,给出了包含MAN B＆W 6S35MC柴油机、调距桨、螺距调节液压伺服装置、DGS8800e数字调速器、MAN B＆W MC气动遥控系统以及Alphatronic 2000 PCS调距桨推进控制系统的实时仿真模型,开发了调距桨推进装置及其控制系统的仿真软件,给出了柴油机在不同负荷下的稳态和动态仿真曲线以及船舶在紧急倒航工况下调距桨推进装置的动态仿真结果.仿真计算与试验数据对比表明：模型能很好地预测调距桨推进装置及其控制系统在不同工况下的稳态和动态特性.     

逆变式等离子切割电源控制策略仿真研究

采用非线性控制法,将模糊控制技术融入逆变式等离子切割电源的控制器中,对电源动态特性进行优化.利用SIMULINK仿真技术,在常值无扰稳态、非周期性负载扰动、周期性负载扰动三种情况下,针对稳态精度、鲁棒性、响应速度等控制指标,进行模糊与传统P控制算法对比仿真实验.结果表明,模糊控制器使电源具备了良好的稳定鲁棒性,系统响应速度和谐波抑制能力都得到了明显改善.所搭建仿真模型准确、可靠,可以作为进一步研究等离子切割电源工作机理及算法优化的有效工具.     

大型装置起竖系统协同仿真研究

以液压驱动的大型装置起竖系统为研究对象，选择Pro／E、ADAMS、AMESim和MATLAB／Simulink作为软件环境，探讨了蔓杂机电灌一体化系统建模与协同仿真的实现策略。利用Pro／E和ADAMS软件建立起竖机械系统多体动力学模型，利用AMESim软件建立起竖液压系统的模型，利用Simulink建立控制系统的模型，并以MATLAB／Simulink为主仿真环境，通过软件接口将多锥动力学模型和液压系统模型集成到MATLAB／Simuilnk中，并利用参数关联构建系境完整的仿真模型，赛现了机械，液压、控制系境仿真模型的有机集成。研究结果对复杂机电液一体化系统的协同仿真与优化设计具有一定的指导意义。     

板坯连铸二次冷却过程动态交互式仿真系统

连铸二次冷却过程控制水平的提高对提高连铸坯的质量和产量具有重要作用。为研究二次冷却设定控制算法,把铸流切片的生命周期模型与凝固传热模型相结合,对非线性热物性参数与凝固潜热进行处理,建立了二次冷却过程的动态仿真模型;并以此为基础研制了动态交互式仿真软件系统。系统由虚拟二次冷却对象、控制算法、监控操作、平台管理四个子系统组成;能够对板坯和方坯在非稳态浇铸工况下铸流的凝固过程进行仿真,得出暂态和稳态全过程的铸流内部温度场、凝固坯壳厚度、凝固终点位置、液相穴形状等的变化过程;给出二次冷却过程对输入与扰动信号的动态响应。系统在仿真过程中的人机交互、可移植性方面做了专门设计,为深入研究和优化二次冷却设定控制算法提供了有力的实验平台。仿真模型与仿真软件系统成功应用于某钢企二次冷却与轻压下设定控制系统的研制、测试与在线运行。     

5连杆双足机器人建模和控制系统仿真

步行机器人作为一种载运工具适应地况能力强,结构复杂,运动控制难.实现类人型机器人动态行走,必须对机器人进行动力学建模、步态设计和稳定姿态控制算法设计.研究了一种5连杆双足机器人的动力学建模和控制系统仿真方法.建立两足步行机器人腿的可参数化仿真模型,对5平面双足机器人的运动情况和控制输入输出进行仿真,得出试验结果.并对影响步行机器人稳定性能的参数进行分析,为后面机器人样机的研制提供理论及数据依据.     

基于四轮独立驱动电动汽车的动力学仿真模型

四轮独立驱动技术是电动汽车驱动系统研究的热点。建立了包括转向角在内的18自由度四轮独立驱动电动汽车的动力学模型并详细给出了各运动方程。通过整车试验数据与相同工况下的仿真结果对比，表明所述模型可以以很好的精度反映汽车在各种工况下的动力学性能。为开展四轮独立驱动电动汽车动力学控制研究奠定了基础。     

分布式MPC在网络化制造环境下SCM中的应用

针对网络化制造环境下动态供应链管理特点,利用分布式模型预测控制技术解决供应链中动态优化控制问题。首先,阐述动态供应链运行机理,并以此提出完整的随机动态优化控制模型及其控制约束;其次,给出分布式模型预测控制算法,并构建了优化控制序列模型;最后,仿真实例结果表明,利用分布式模型预测控制技术计算供应链中各阶段订货率,可以预测企业各阶段理想库存,从而快速响应市场动态变化,有效控制供应链管理中的不确定性。     

先进过程控制软件的高性能仿真平台设计

先进控制软件的研究提出了一种功能较强的仿真平台构建方案.该平台使用MARLAB来构造实际控制对象模型,并通过MATLAB和控制软件的数据通信完成先进控制算法的研究该方法可以方便地模拟实际对象的运行,并可以在算法运行过程中在线修改对象参数,加入干扰等,为先进控制算法提供了很好的研究环境,也为相应软件的工程实施提供了较好的仿真环境.     

燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型

采用模块化建模方法开发了燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型.根据联合循环机组工作机理和特性,以质量、能量、动量平衡原理为基础,结合相关专业基础知识,论述了燃气顶循环和蒸汽底循环系统中主要设备和过程仿真模块的数学模型及建模思路,与热力系统中其它辅助设备仿真模块相结合,以深圳广前电力有限公司M701型燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了完整的联合循环机组热力系统机理性实时仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映参照机组热力系统的动态特性和全工况运行过程,整体模型运算稳定可靠,不仅可用于机组运行人员的仿真培训,还可为联合循环机组控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型.     

绣花机用感应电机矢量控制调速系统仿真研究

基于转子磁场定向矢量控制原理和空间矢量PWM技术,在MATLAB/Simulink环境下建立了离散化的矢量控制调速系统仿真模型,给出了仿真模型中每一子模块的模型,采用了基于输出反馈计算的Anti-windup PI控制器,并进行了系统仿真实验以及实际系统实验。仿真实验结果表明:矢量控制调速系统具有动态响应时间快、稳态精度高和良好的抗干扰性能,而实际系统实验结果表明:基于矢量控制调速系统方案设计的调速系统满足了实际电脑绣花机的主轴驱动要求,表明所建立的仿真模型正确有效。     

基于Petri网的防汛会商建模技术研究

当前的河流防汛会商系统大多处于视频会议阶段，没有规范化模型的支撑限制了虚拟会商的实施。对有色Petri网系统（CPN）进行了面向防汛会商过程的扩展，提出了一个包含会商和方案实施以及信息查询和收集两方面的动态模型，对它们进行了详细的分析，并对该动态模型在实际情况中的不同应用进行了介绍。最后通过仿真验证了该动态模型与传统会商活动的一致性。     

模型预测控制在网络化制造环境下SCM中的应用

针对网络化制造环境下供应链需求不确定的特点,采用模型预测控制技术解决供应链管理中库存的动态优化问题。首先,阐述了模型预测控制的机理及其在供应链动态控制方面的适应性;其次,建立了成本目标优化模型,提出控制法则并给出控制算法;最后,仿真结果表明,模型预测控制技术在预测合理库存水平以及控制动态、不确定的供应链系统是可行的。