神经网络非线性预测优化控制及仿真研究

针对暖通空调等一类时变多输入多输出非线性过程控制系统，采用神经网络作为优化反馈控制器求解优化反馈解，并利用预测控制滚动优化能够克服干扰和不确定性影响的优势，采用基于Hamilton-Lagrange方法和预测滚动优化算法训练多层前向神经网络，同时对系统中某些不能直接测量且受到多种因素影响、计算复杂的时变参数也利用神经网络进行预测，以实现对象特性的实时预测。利用该控制方法对某变风量暖通空调模型进行了仿真，优化指标取舒适性指标和耗能量之和。仿真结果表明，采用此方法，在模型不确定和存在外在干扰的情况下可以得到较好的控制效果。     

变风量空调系统的模型预测控制及仿真研究

采用基于模型预测控制策略的多输入多输出(MIMO)控制器对单通道变风量空调系统的控制问题进行了研究.在分析系统工作机理和系统动力学行为的基础上,建立了内部模型的结构,采用实验确定了模型的参数.通过设定参考轨迹、输入输出约束、控制步长、预测步长及加权矩阵,解决了系统的凸二次型优化问题.通过仿真研究和对实际系统的控制,验证了系统的控制效果.     

并联式混合动力电动汽车模糊优化控制的仿真研究

采用查表法和解析法建立了并联式混合动力电动汽车的发动机、蓄电池和电动机的模型。提出了基于发动机燃油经济性,并考虑到废气排放,分不同综合工况的目标函数,对发动机的工作点进行优化处理。利用模糊控制技术,实现了蓄电池的荷电状态值、发动机的期望转矩、以及发动机优化转矩三者之间的合理匹配。仿真结果表明,较之传统的并联电气辅助控制,模糊优化能够更好地提高燃油经济性,并且各种排放也得到了很好的抑制。     

基于Simulink的空调系统先进自校正控制仿真研究

空调系统可以被看作是一阶惯性加延迟的过程,系统具有时延和参数时变的特性.提出了一种先进的自校正控制策略并将其应用在空调系统中.该控制策略采用了一种混合的参数辨识算法,在控制系统闭环运行条件下,空调系统的过程参数包括延迟时间可以被在线辨识.辨识出的延迟时间被Smith预估器用来补偿控制回路中的时延,同时该控制策略的控制信号可由内环回路中的PI控制器根据ITAE整定规则计算获得.Simulink仿真结果表明该自校正控制策略较自适应PI控制的控制性能更为优越.     

大系统稳态优化控制的改进瓣算法

引入标志算法抗干扰性级强弱的灵敏度指标，讨论了稳态优化控制两步算法（参数估计与模型优化相结合）最优性的参数灵敏度问题，特别对线性模型且具有二次性能指标控制问题的标准两步法和修正两步法的灵敏度作了分析比较，并提出了适合参数估计和模型优化各存在误差时的新算法．     

层流冷却系统过程优化控制仿真实验平台

层流冷却系统具有强非线性、工况变化频繁、带钢温度不能连续测量等综合复杂性。由于复杂的优化控制算法难以直接在冷却装置上进行验证,从工程化角度出发,开发了分布式的层流冷却系统过程优化控制仿真实验平台。该平台由模拟现场层流冷却过程的虚拟对象仿真子平台、仪表与执行机构虚拟装置子平台、回路控制系统和过程监控实验子平台、优化控制实验子平台组成。平台之间交换的所有过程信号均为标准工业信号,实验结果表明该平台可以从工程角度进行优化控制算法的有效验证。     

间歇生产过程优化控制的分布式仿真平台

间歇生产过程具有时变性、过程不可逆、模型不精确等特点,采用传统的控制方法很难满足市场的需求,如何检验先进智能优化控制算法在间歇生产过程中的实际应用效果是有待深入研究的课题。结合MATLAB强大的运算能力和WINCC开放的人机界面数据处理功能,枸建出间歇生产过程分布式优化控制仿真平台,并将OPC技术应用于该平台的数据实时通讯过程中。通过在该平台上加载先进的控制算法,实现对间歇生产过程的控制和仿真,为先进智能优化控制算法的研究提供了逼真的试验环境。     

公共建筑空调温度设定值的动态优化控制研究

近年来,通过优化室内空调温度设定值以达到节能目的已成为一种趋势.采用热平衡的方法,构建了室内温度与室外温度和室内舒适度的数学模型.在保证舒适度指标-1＜PMV＜+1的基础上,以系统能耗最小为目标,建立了室内温度设定值动态轨迹优化模型.针对一栋典型办公建筑进行仿真,结果表明,该动态优化方法与26℃固定温度设定值控制方法相比,整体系统能耗不仅可以节省2.3％,而且还能改善室内舒适度指标.     

磨矿流程优化控制的分布式仿真平台

磨矿工业流程具有多变量、强非线性、大时滞、时变性等综合复杂性及多个生产设备因矿浆而相互关联的复杂性,为进行其优化控制实验,开发了由优化计算机与监控计算机、ControlLogix控制器,虚拟执行与检测设备,以及虚拟磨矿过程对象组成的磨矿流程优化控制分布式半实物仿真平台.虚拟对象的仿真软件是基于磨矿分级过程动态模型,以便于实现动态优化控制.该平台可为研究磨矿流程先进控制技术以及产品粒度、能耗等生产指标的优化控制方法的研究提供便捷、可靠、直观的工程化验证环境.     

液压位置伺服系统协同控制仿真研究

研究了基于HOPSAN和MATLAB／SIMULINK的多领域协同控制仿真技术，并用此技术对一液压位置伺服系统进行了控制仿真。结果表明，这种协同控制仿真技术可以综合液压系统专家、控制技术专家、计算与计算机技术等专家的优势，为协同研发搭建一个的支撑平台，能够高效、经济、可靠地处理液压伺服系统非线性建模和优化控制问题。     

板带层流冷却仿真系统的研究

以2050热轧厂板带轧后的冷却过程为背景，对所建立的一套层流冷却过程的仿真系统的研究工作作了介绍。该项工作不仅建立了冷却过程的动态仿真模型，显示板带断面的温降过程，而且对板带轧后在输出辊道上的运行状况进行了全面的仿真，提供了层冷过程的输入变量、输出卷温、控制阀门数以及控制参数的各个显示窗口及画面。此软件包具有直观、形象、使用快捷、方便的特点，并为现场人员研究开发新产品提供了实验的软环境。     

基于动态温度调控的空调系统能耗预测

针对动态温度调控的空调系统能耗预测问题,设计了动态温度调控策略并通过EnergyPlus仿真得到空调系统逐时能耗数据集.在采用集成方法分析能耗的基础上,建立改进PSO算法优化BP神经网络(improved particle swarm optimization-back propagation neural netwo...     

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。     

板带层流冷却系统仿真软件包的研究与开发

以宝钢2050热连轧的板带层流冷却系统为对象研发了仿真软件包，对板带轧后在层汉冷却控制系统作用下的运行状况进行了全面的仿真。此软件包具有直观、形象、使用快捷、方便的特点，为研究研究层流冷却控制系统的设计及产品质量的改进提供了实验的软环境。     

空调房间温度预估模糊PID控制器的研究

针对中央空调房间温度被控对象的大滞后大惯性,设计了具有Smith预估的模糊自整定PID控制器。建立中央空调房间温度控制系统的数学模型,介绍预估模糊PID控制器结构,以及模糊控制规则的生成方法,并且对该控制方案进行了数字仿真。仿真结果表明:该方法调节精度较高,调节迅速,超调小,具有一定的可行性。     

基于模块化控件的汽车空调系统仿真软件的开发

主要介绍了汽车空调系统仿真软件的设计思想和实现过程。对组成汽车空调系统的零部件进行了子类划分，并采用控件技术开发了一些可重复使用的零部件模块，以此可组合成各种汽车空调系统模型。开发的仿真软件主要具有如下的功能：系统仿真计算、性能分析以及匹配和优化，能为汽车空调系统的开发提供帮助。软件提供了开放的接口，允许用户加入新的控件模块，具有界面友好，组建系统方便，计算速度快、精度高等优点。     

仪表着陆系统下滑宽度仿真系统研究

在分析仪表着陆系统ILS(Instrument Landing System)下滑调制深度差DDM(Different in the Depth of Modulation)指标形成原理的基础上,找到了影响DDM的因素为纯边带SBO(Sideband Only)信号的幅值,采用控制变量法得出了在DDM线性变化范围内SBO信号的幅值与下滑宽度、半宽度的关系模型,并通过实测数据对模型进行了验证。基于数学模型并结合NM7000设备,搭建了仿真系统,可动态模拟下滑宽度的调整过程。测试结果表明,仿真系统精度相对误差小于1%。系统应用对指导校飞及设备维护具有重要意义。     

基于能量最优的无人驾驶汽车路径跟踪控制

动力总成控制对无人驾驶汽车的动态性能和经济性起着重要的作用。为了提高车辆在路径跟踪过程中的动力性和经济性,提出了一种基于能量最优化的路径跟踪控制策略。控制策略分为两部分,在上层控制器中使用非线性模型预测控制来计算所需要的动力参数和前轮转角。下层控制器采用基于电机能耗数值最优的方法进行设计。该方法可以确保电机一直运行在效率最优状态,并可根据电机状态动态调节无级变速器以满足车辆动力需求。仿真结果表明,控制方案具有良好的跟踪性能和节能潜力。     

交流接触器E型电磁铁分磁环的仿真设计

采用非线性瞬态磁路方法建立E型电磁铁分磁环的磁路数学模型，结合电磁场分析和可视化技术对交流接触器的工作特性进行了仿真计算，通过实验验证计算的正确性。结果表明，利用该仿真软件可以方便地对交流电磁系统的分磁环进行设计，大幅度提高交流电器产品的设计效率。