多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性.     

基于Hopfield网络单元机组负荷多变量模型算法控制

电厂负荷系统是一个有耦合和约束的多变量对象。模型算法控制(MAC)是预测控制的一种，在惯性迟延对象的控制中有很好的应用。该文提出用Hopfield网络来求解具有约束的多变量负荷系统的控制输入。仿真表明，该方法算法简单、鲁棒性强、控制效果理想。     

可重复使用运载器再入弹道仿真

针对RLV再入特点,应用反馈线性化与模型预测控制相结合,设计了基于控制角与控制力矩间全反馈(非时标分离)条件下的反馈线性化控制器,实现了以控制增量做为优化变量、考虑模型状态和输入约束的模型预测控制器设计,解决了RLV再入模型的多变量耦合、参数不确定等非线性控制问题的平滑控制.最后在Simulink环境下建立了RLV再入仿真模型,应用RtFly快速原型系统完成了再入模型六自由度弹道实时仿真,仿真结果验证了该控制器能够较好跟踪制导参数,满足控制器设计指标和系统实时性要求.     

基于增广拉格朗日方法的多柔体动力学研究

采用绝对节点坐标方法研究了受非线性约束的大变形多柔体系统动力学问题.基于增广拉格朗日方法推导建立了系统的动力学方程.方程中的未知变量数目与约束方程数目无关,仅以广义位置为基本变量进行求解.采用不变矩阵法计算系统弹性力,引入Broyden拟牛顿法大大提高了求解效率.系统仿真结果表明了所用方法的有效性.     

一种适于多目标稳态优化决策的伪权向量方法

伪权向量法是解决多目标决策问题的一种常见方法,但由于其决策函数中缺少对决策变量调整幅值的约束,易造成因决策变量(通常为控制回路的设定值)变动幅度过大而影响被控过程稳定性的后果,因而限制了该方法在过程控制系统稳态优化中的应用.对此,提出了一种适合于过程控制系统稳态优化的伪权向量多目标决策方法.该方法综合考虑了决策者偏好以及决策变量的变化情况,为控制系统的稳态优化提供了一种适合实际的决策方法.仿真结果验证了该方法的有效性和实用性.     

钢坯加热炉仿真系统研究

通过对钢坯加热炉炉子能量分配模型和钢坯受热网格差分模型的研究,设计了一个钢坯加热炉仿真系统,实现了炉子全部重要参数间关系的仿真计算。该仿真系统既可以离线仿真加热炉的运行状况,又可以在线指导加热炉的控制。由于仿真系统设计上考虑了多种炉型、多种燃料的具体情况,因而具有很强的通用性和工程实用性。仿真实例中与工程数据的对比表明,该仿真系统较真实地模拟了钢坯加热炉的运行状况。     

多温区空间晶体生长炉的多变量预测控制器设计

多温区空间晶体生长炉温度系统是一个多变量强耦合对象.为实现炉温的精确控制,提出了一种基于遗传算法的多变量预测控制器,能消除系统耦合对控制的不良影响,提高控制品质.阶梯式控制策略的引入,减少了计算负担.仿真实验结果验证了该方法的有效性.     

步进梁式板坯加热炉数学模型及其仿真系统

采用总括热吸收率法简化了炉膛内辐射换热,针对步进梁式钢坯加热炉建立了数学模型,编写了描述加热炉内热过程的系统仿真软件.利用该软件定量地研究了加热炉主要热工参数对钢坯加热过程的影响,从而对炉内传热过程有更深入的了解.对比黑匣子实验和热平衡测试结果,该仿真系统能够较好地模拟加热炉内的实际生产状况.利用该软件不仅可以对设计工作进行测试和验证,而且还能为加热炉的优化控制提供理论基础,具有很强的实用性.     

基于MATLAB的非完整动力学系统跟踪控制的动态仿真

本文详细阐述了如何用MATLAB进行非完整动力学系统轨迹跟踪控制的仿真。基本思想是将MATLAB中的Simulink和S函数相结合构造了非完整动力学系统的模型模块和控制器模块,将它们搭成仿真模型,其中包含了难于处理的非完整约束问题。该模型清晰地表达了系统中所有变量之间的数学关系,仿真结果表明该模型的有效性和可行性。本文为非完整动力学系统跟踪控制的仿真提供了新的途径,对非完整系统的设计和优化有一定的参考意义。     

基于T-S模型的约束鲁棒保性能飞行控制律设计

对一类具有范数有界参数不确定Takagi-Sugeno (T-S)模糊模型系统,采用状态反馈并行分配补偿结构,综合考虑变量约束和多个性能指标,研究了约束鲁棒最优保性能飞行控制律设计问题。改进输入、输出及状态约束线性矩阵不等式,提出了带约束模糊最优保性能控制定理。在一般抗干扰控制基础上引入不确定性矩阵,证明了模糊鲁棒最优抗干扰定理。综合上述结论,推导出带约束模糊最优保性能抗干扰定理。最后,建立了飞机不确定T-S模糊模型,分别设计了满足上述3个定理的飞行控制律,并进行了仿真与对比分析,结果验证了该设计方法的有效性。     

基于生产目标的热轧过程集成控制方法的研究

在热轧生产中，加热工序和轧制工序对钢坯出炉温度及加热均匀性的要求上存在矛盾，解决该问题对加热过程和轧制过程的高度集成控制提出了较高的要求。为此采用基于生产目标的综合集成控制技术，建立了钢坯热轧过程的集成控制模型，针对能有效降低轧钢生产能耗的低温加热轧制工艺的仿真结果表明了该模型的有效性，可应用于实际的热轧生产过程。     

钢锭轧前生产过程计算机仿真数学模型的建立

基于描述钢锭不稳定导热的两维偏微分方程的相应的边界条件，本文研究开发了钢锭轧前生产过程计算机仿真培训系统的为数学模型，并进行仿真计算和试验验证。结果表明，模型能实时给出钢锭温度分布的动态响应，其精度满足仿真培训要求。     

步进式加热炉炉温优化算法的改进与计算机仿真

在保证轧钢生产顺利进行的条件下,对加热炉炉温分布进行优化设定是实现钢坯加热生产节能降耗的有效手段,同时也是轧制成品良好质量的重要保证。针对已有优化设定方法的不足,在分析了钢坯加热的工艺目标和加热机理的基础上,提出了一种改进的加热炉炉温优化算法并对该算法进行了计算机仿真研究,结果表明了该方法的有效性。     

电弧炉电极调节系统的离散时间自适应控制研究

讨论了电弧炉电极调节系统的离散时间自适应控制问题。首先将电弧炉主电路的电弧弧长与电弧电流的非线性函数关系用分段线性函数表示,得出了电弧炉电极调节系统分段线性化的数学模型。在此基础上进行了电弧炉电极调节自适应控制系统的设计,推导出了递推的离散时间模型参考自适应律。仿真研究表明自适应控制系统具有良好的跟踪特性,并能够有效地抑制抖动,其性能明显优于PID控制系统,以上研究为新型电极控制系统的研制提供了新的方法。     

带驱动直流电机两轮机器人运动系统仿真

在两轮轮式机器人运动学特性以及直流电机系统的实际响应特性的基础上,分析了实际机器人的各个子系统.根据两轮机器人运动学特性建立了机器人运动模块,采用简化了的直流电机系统模型建立了电机及驱动模块,建立了给定限幅模块.这些模块构成了完整的带双闭环驱动直流电机系统的两轮机器人运动仿真系统.以RoboCup足球机器人系统作为验证平台,将提出的仿真系统、只采用理想运动学模型的仿真系统,带有二阶电机系统模型的仿真系统和实际系统四者的运行结果进行了对比.实验表明提出的仿真系统能更为有效地反映实际系统的运行情况,可以用于实际系统控制算法的仿真设计.     

船舶轮机模拟器CAVE系统设计与关键技术研究

设计了一个用于船舶轮机仿真训练的五通道CAVE系统,给出了详细的系统配置。按模块的功能,将软件划分成轮机仿真核心模块、轮机三维仿真模块、轮机二维仿真模块及前台缓存处理模块,并详细介绍了各模块的功能与划分依据。为保证仿真过程中数据与图像的同步,设计并实现了多通道同步机制。给出了虚拟机舱自动漫游算法及交互实体行为模型。该文设计的高度沉浸感船舶轮机模拟器视景系统可有效节约航海教育的实船训练成本。     

600MW火电机组控制系统全仿真模型及建模研究

本文以６００ＭＷ火电机组仿真系统的研究为背景，开发了电站控制系统仿真图形化建模系统，建立了机炉控制系统仿真模块库和全仿真模型。文中介绍了控制回路全仿真模型的组成与设计，讨论了模型自动组态、调试及控制参数自整定等问题。所建立的控制系统仿真模型用于实际仿真机中，实现了ＡＴＣ控制等电站控制中难点问题仿真，取得了满意效果     

大型活动下路网可靠性动态交通仿真平台及实例分析

针对大型活动的交通特点,以动态交通仿真模型INTEGRATION为基础,以路网可靠性算法为核心,建立了一个面向大型活动下路网可靠性影响评价的动态交通仿真平台,描述了该仿真平台的主要功能模块:路网构建模块,交通需求模块、交通运行模块和可靠性分析模块,提出了路网可靠性评价指标和算法,为大型活动下的路网可靠性评价提供了一套有效的分析工具.最后选择首都体育馆演唱会开展了实际案例的分析.     

分布式仿真系统容错机制研究

就分布式仿真中的容错问题进行了初步的研究和分析。首先针对分布式仿真系统的特点，提出了系统分层模型，就每层中错误类型进行了分析和描述。然后构建了基于HLA的分布式仿真容错系统DSFT(Distributed Simulation Fault-tolerancesy stem)，该系统主要由三部分组成：仿真资源状态监控模块、数据保存模块及错误恢复模块，文章就该系统的相应模块跟RTI的关系进行了分析。最后，就利用网格技术来简化容错系统实现的可行性进行了初步研究。     

交流电弧炉供电系统建模及耦合关系仿真研究

根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力系统模块库,构建了交流电弧炉供电系统仿真模型。仿真结果表明,该模型计算出的电弧电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。通过供电系统仿真模型,仿真研究了电弧电流的三相耦合关系。