基于Lyapunov稳定性的爬壁机器人路径跟踪双环滑模控制

针对爬壁机器人路径跟踪控制问题,提出一种双环滑模控制算法。该算法是以建立的爬壁机器人运动学模型为基础,设路径跟踪偏差信息为滑模切换函数,结合backstepping思想设计了控制率,通过Lyapunov函数验证其稳定性,实现了外环位置和内环姿态的准确跟踪。对于环境的不确定性,采用提高内环增益大于外环的方法解决。将设计的双环滑模控制器与一般滑模控制进行轨迹跟踪仿真比较,并对直线轨迹跟踪进行了实验验证,结果表明:本文设计的路径控制器能较快达到零误差跟踪,整个控制过程和过渡过程准确且平滑,所以该算法可有效提升爬壁机器人工作水平。     

苯乙烯聚合反应过程的牌号切换优化策略

柔性生产模式下的多牌号聚合物生产过程,不仅需要稳态生产中的精确质量控制,也需要建立有效的牌号切换过渡过程运行策略。本文针对单反应器多牌号聚合物生产过程,提出一种以经济优化为目标,基于迭代动态规划的分段式牌号切换操作优化策略,将牌号切换过渡过程划分为动态优化阶段和准稳态过渡阶段。以实验室规模的连续搅拌釜式反应器中苯乙烯聚合牌号切换为对象,以原料消耗最少为优化目标,构造了一个包含分子量分布参数、反应温度以及引发剂流量等变量的目标函数,利用迭代动态规划求得切换过程中操作变量和产品性能指标的优化轨迹。仿真研究结果表明,本文提出的优化策略能显著缩短切换时间,减少切换过程中单体和引发剂的消耗量。     

基于策略协同优化的聚苯乙烯牌号切换方法

为优化聚合反应过程中牌号切换的过渡过程,以实验室苯乙烯连续聚合反应过程为对象,从质量和经济的角度构造多个优化目标函数,并引入针对质量指标的终点约束策略,提出一种基于策略协同的多目标优化方法来求解此牌号切换优化问题。最后从优化计算得到的Pareto解集中分别选取质量指标和经济指标均较优的方案与传统单目标优化策略进行仿真比较,仿真结果表明,该优化方法可缩短牌号切换过渡时间,减少原材料的消耗,并为企业提供多种切换方案,对实际生产具有指导意义。     

先进控制（APC）在环管法聚丙烯装置中的应用

本文针对Spheripol II工艺的大型聚丙烯工业装置实时控制的复杂性,提出了一种基于操作稳定、质量指标可控等先进控制方案。所采用的先进控制方案已成功应用于华北石化公司100kt/a聚丙烯装置,长周期的运行结果证实了该先进控制方案可以减少双环管反应器温度、浆液浓度、聚合物产量的波动,准确地预报聚合物熔融指数,提高产率并减轻操作人员的工作强度,取得了显著的经济效益。     

基于增量式拟进化规划算法的TE模式切换最小时间动态优化

以往对聚烯烃牌号切换的优化一般采用序列二次规划和迭代动态规划方法。本文针对不同成分产品之间的切换问题,建立两层控制结构的牌号切换系统:回路控制层和牌号切换层,通过控制变量参数方法转化为带有约束的非线性规划问题。针对该问题控制变量轨迹的特性,提出一种增量式的拟进化规划方法(IEA)。对于最小时间优化问题,采用双层优化策略:内层以某个给定末端时间产生可行解,搜索可行域;根据内层可行域的大小,收缩末端时间。将该方法应用于TE仿真系统,得到TE模型两种不同生产状态之间切换的最小时间和切换过程中操作变量的轨迹,验证了所提方法的有效性。     

基于模型有效匹配的多模型切换控制

针对切换控制中模型匹配准则的确定问题,提出了一种基于模型有效匹配的多模型切换控制算法,该算法利用频率响应函数以及系统工况变化后频率响应上的特征,实现多模型系统的模型有效匹配与合理切换．算法可以有效地识别正常工况变化,不受干扰噪声影响,避免了模型的非正常切换,仿真算例表明,该算法在准确识别系统正常突变、合理切换和跟踪系统工况时是有效的。     

竖炉焙烧磁选管回收率智能预报模型

针对竖炉焙烧过程衡量焙烧矿质量好坏的磁选管回收率化验滞后和难以建立其机理模型的问题,基于智能技术提出了由数据采集与处理模块、决策支持模块、预报模块、在线校正模块以及效果评价模块组成的磁选管回收率智能预报模型.介绍了模型的结构及各个模块的主要功能,并将建立的智能预报模型用于竖炉焙烧过程的优化控制与决策之中,为选矿厂综合自动化系统的优化控制与优化运行奠定了良好的基础,并且其维护费用低,实时性好,可靠性及精度高,取得了明显的成效.     

基于切换控制的均匀液位控制

过程工业中常常提出均匀液位控制问题,即在保证液位不出界的前提下,使输出流量尽可能平缓.对于此类受限控制问题,模型预测控制可以取得满意效果,但在线优化的复杂性又阻碍了算法在实际中的推广.基于模型预测控制,提出了一种通过调整预测时间域长度来处理液位约束的方法,加上对未知扰动的估计算法,最终推出切换PI控制律.该方法既简化了在线优化过程,又增强了对随机扰动的适应性,已成功地应用于甘肃金川集团公司6 kt磨浮系统中.     

载重量变化对矿用车轨迹跟踪影响研究

针对矿用车载重量变化对车辆轨迹跟踪精度的影响，提出了一种与载重量相关的车辆模型，研究了载重量对轮胎侧向力和车辆转向系统的作用.采用粒子群PID控制（PSO-PID）算法优化了不同载重情况下横、纵向控制PID参数，采用转向前馈控制缩短了大质量情况下前轮转向角控制的过渡过程时间.仿真结果表明，与不考虑载重量变化的车辆模型相比，所述矿用车模型轨迹跟踪的精度更高，鲁棒性更强.      

基于状态估测法的双通道励磁装置跟踪技术

针对双通道可控硅励磁装置普遍采用的通道状态跟踪技术存在微机故障时切换可靠性较低的问题,提出一种通过发电机状态参数估测可控硅控制角度的跟踪技术.运用该技术研制的双通道励磁装置具有在线切换扰动小、微机故障情况下切换可靠性高等优点.