一类不确定性复杂系统的控制策略分析

在实际工业现场，被控对象动力学特性内部的不确定性和外部环境扰动的不确定性表现形式是多种多样的，其复杂性不仅表现在结构上，更多的是表现在信息关系的复杂程度上，对这类被控对象如何进行有效的控制，在技术实现上是有较大难度的。作者针对不确定性复杂系统控制中存在的控制策略选取问题，在对各种控制策略作分析及对比研究的基础上描述了不确定性复杂系统的控制论模型，并以成功的实际工程应用实例说明，智能控制策略最适合于实现对不确定性复杂系统的有效控制，其中仿人智能控制策略是明智的选择。     

一类不确定性复杂系统的智能控制

针对不确定性复杂对象特性，基于控制策略的比较，提出用智能控制策略和采用仿人智能控制工程算法实现对不确定性复杂系统的优化控制。该算法还能对不确定性复杂关联对象实施解耦控制，控制品质好，鲁棒性强，工程实践的成功效果表明，对不确定复杂对象实施智能控制策略是明知的选择。     

一类不确定性系统的控制问题

在冶金、化工、建材等行业中，大量使用工业泵、风机和工业窑炉，它们都是高耗能设备，由其组成的控制系统，其控制器控制的对象多属不确定性复杂对象。这类系统的控制不断困扰着高能耗企业的节能降耗，使能源成本大幅度上升，以致使产品推动竞争力。本文结合工程实践对这类不确定性复杂系统的对象特性、控制策略与控制算法等问题作了对比研究，并将研究结果表明用于实际工程项目。实际运行效果表明：仿人智能控制是很有效的控制手段。     

城市垃圾焚烧的智能融合控制策略

为了控制垃圾焚烧处理过程中产生的烟气二次大气污染,提出了一种城市垃圾焚烧的智能融合控制策略。文中针对垃圾焚烧炉运行特点,结合垃圾焚烧燃烧机理和污染物生成机理,研究了被控对象特性,对被控过程提出了基于仿人智能的融合控制策略,构造了相应的控制算法。最后,以一个近似垃圾焚烧被控对象特性的大滞后二阶模型为例,分别采用史密斯最优控制和所提出的控制算法作了仿真对比实验,其输出响应曲线在抗干扰性能和控制指标方面,该融合控制策略明显优于史密斯最优控制算法的控制效果。实验结果表明该策略是合理可行与有效的,其算法控制精度高,动、静态控制品质好,表现出很强的鲁棒性。     

基于HSIC的适应性融合控制策略

针对不确定性复杂关联系统难以采用PID控制,探讨了一种基于仿人智能的适应性融合控制策略.分析了系统的控制论特性,讨论了PID控制面临的挑战,基于仿人智能控制,研究了对复杂关联系统的适应性融合控制策略,构造了相应的控制算法.文中以某不确定性复杂关联对象控制为例,分别采用PID与适应性融合控制策略进行了仿真对比研究,实验的系统响应曲线验证了该策略的良好动静态控制品质与适应性.研究结果表明,适应性融合控制策略与控制算法是可行与合理的.     

仿人智能控制策略在不确定性复杂控制系统中的应用

复杂系统往往表现出不确定性,其精确的数学模型难以建立,导致常规的PID控制很难对其进行有效的控制;作者基于控制策略的对比研究,选择仿人智能控制策略实现对不确定性复杂系统的控制.文中给出了控制策略和控制算法,并详细地分析了仿人智能控制器的设计方法,最后对某复杂工业控制对象进行仿真,结果表明了该控制策略的可行性和有效性,系统动、静态品质好.     

硫化过程的智能控制

讨论橡胶硫化过程的智能控制系统。该系统由过程数据库、模型库和知识库组成，充分利用计算机的丰富软、硬件资源，根据实测橡胶性能与硫化时间的关系，采用曲线拟合，运用经验公式及其参数估计递推法，在ＩＢＭ－ＰＣ机上实现优化控制。     

基于仿人智能的复杂关联系统控制

由于复杂关联被控对象难以数学建模，因此在辨识，分析，综合设计和系统实现等方面与常规方法有显著的不同，特别在系统建模的思路上有别于传统数学建模方法，因此，研究复杂关联系统的控制问题在技术理论上有相当技术难度，笔者在总结复杂对象特性的基础上，提出了建立广义控制模型，用智能控制策略对其实现有效控制。文中还对控制系统的结构和控制算法作了研究，工程应用实践说明，采用建立广义控制模型，选取智能控制策略对复杂关联系统实施控制是有效和成功的。     

一种仿人智能Fuzzy控制方法

首先介绍了Ｆｕｚｚｙ控制的基本原理，然后针对经典模糊控制稳态精度不高的弱点，在Ｆｕｚｚｙ控制器中引入一种仿人智能调节器，提出一种仿人智能Ｆｕｚｚｙ控制方法。给出了仿人智能Ｆｕｚｚｙ控制方法的具体算法及相应的应用示例。应用结果表明，这种方法用于工业电炉等参数时变的被控对象中，能有效地提高Ｆｕｚｚｙ控制的稳态精度     

不确定性加工过程控制的发展与实例分析

切削加工过程的模型难以精确地获得,其模型不确定性和非线性造成加工过程控制困难,成为自动控制在加工过程中应用的瓶颈．文中分析了加工过程切削力模型的不确定性;讨论了经典控制、现代控制和智能控制对模型不确定性的处理手法及其局限性;探讨了非线性不确定加工过程的控制及其鲁棒性,并以模糊控制、基于信息熵优化的控制和多模态专家控制为例,在切削条件或模型发生变化情况下研究加工过程控制系统性能．研究表明,那些不依赖于数学模型的智能控制,可较好地处理加工过程的不确定性,为不确定性加工过程控制提供一条合适途径．     

橡胶硫化过程的微机控制

在分析橡胶硫化机理的基础上,阐述了胶料硫化的控制方法、微机控制系统的组成、硬件配置和软件设计。实践表明,采用微机控制橡胶制品的硫化过程,能保证产品质量、提高经济效益。     

酶发酵过程的模糊智能优化控制

本文应用模糊集理论，提出了酶发酵过程的模糊优化控制方案。针对该发酵过程经验性强且地无定量描述数学模型的特点，采用模糊聚类方法对发酵过程进行微生物菌体生长阶段的在线划方；利用优化试验找出主要控制因素的最佳时间序列结构，建立了重要控制因素ｐＨ值的模糊模型，对通氨最佳时机和通氨量实现模糊智能控制。     

智能汽车仿人转向控制驾驶员模型分析

为使智能汽车的弯道行驶具备人类驾驶员操控特征,基于最优曲率预瞄驾驶员模型与T-S模糊推理算法,提出了一种预瞄点横向和纵向自适应调节的仿人转向控制驾驶员模型.在封闭城市双车道弯道工况下,采集了熟练驾驶员在不同车速行驶下的弯道轨迹数据,分析得出了目标行驶轨迹.基于蚁群算法对预瞄点横向和纵向调节模糊规则进行了优化,在PreScan中构建了连续多曲率弯道仿真场景,并基于驾驶模拟仪所采集到的熟练驾驶员驾驶轨迹,对所提出的驾驶员模型的仿人转向特性进行验证.结果表明:优化后的仿人转向驾驶员模型与熟练驾驶员的行驶轨迹相似程度较好,优于最优曲率预瞄驾驶员模型或预瞄距离自适应的驾驶员模型.     

存在不确定性干扰的生产计划──库存控制过程最优化

给出了在存在不确定性干扰的情况下，生产计划—库存控制过程最优化的动态提法．在此基础上提出了一个在线克服不确定性干扰寻求最优控制的实用算法．     

基于仿人智能的变电站电压无功控制研究

随着电力用户对电网电能质量的要求越来越高,广泛使用的电压无功传统九区图法不能满足控制要求。本文基于仿人智能控制策略,从新的角度对电压无功控制系统性能作改进研究,设计出电压无功仿人智能控制器。文中借助MATLAB对110kV变电站电压无功控制系统分别对仿人智能和传统九区图法的控制进行了仿真研究,证明了电压无功仿人智能控制算法的可行性和有效性。     

具有非匹配不确定性的离散时滞复杂系统的变结构控制

针对一类具有非匹配不确定性的离散时滞复杂系统,利用极点配置方法设计了渐近稳定的滑模面,并在此基础上设计了变结构控制器,此过程不再要求系统不确定性满足匹配条件.最后通过仿真算例说明了该方法的有效性.     

汽车巡航智能跟随控制与仿真

为提高汽车行驶的主动安全性及缓解司机驾驭汽车的疲劳感,提出了汽车巡航智能跟随控制方法.应用模糊控制理论,以前车和巡航车间理论安全距离与实际相对距离偏差及两车速度偏差作为控制变量,设计智能巡航模糊逻辑控制器,将油门开度或制动踏板行程作为控制器输出变量,实现汽车巡航的智能跟随控制.利用Matlab/Simulink针对智能跟随控制功能实施了仿真验证,结果表明:设计的智能巡航模糊控制器能够有效地跟随前方车辆行驶并始终保持两车间的安全距离,说明该控制器具备较强的鲁棒性.     

机械制浆过程磨机负荷内模PI控制

针对双盘磨机在运行过程中具有大滞后、大惯性及非线性等特点,内模控制作为一种先进控制策略,鉴于其对过程模型精度要求不高等优点,提出了一种基于内模控制原理的PI控制方法,该方法设计的控制器仅有一个可调参数,且通过最大灵敏度指标实现其整定,有效避免了控制器整定的复杂性与随机性.仿真结果表明,与常规PID控制相比,所提方法可有效减小模型参数变化及各种干扰对系统性能的影响,满足机械制浆生产过程对控制器性能的要求,保证磨机安全稳定运行,实现了磨机负荷的稳定化控制,为机械制浆过程综合自动化系统的实施奠定基础.     

带有分红过程的比例再保险最佳控制模型之推广

考虑一类带有分红过程的比例再保险模型,为推广其应用,将其费用函数进行了推广,利用随机分析中的最佳控制理论,求得其最佳控制策略及相应的最大回报函数.     

考虑误差校正的智能车辆路径跟踪鲁棒预测控制

为进一步增强高速智能车辆路径跟踪预测控制的鲁棒性和实时性,研究了一种考虑误差反馈校正机制的路径跟踪预测控制方法。考虑车辆纵向、侧向和横摆运动建立三自由度弱非线性车辆模型,以泰勒公式展开实现控制模型的线性时变一阶近似,引入预测状态变量构建路径跟踪预测优化问题。针对车辆参数偏差、系统时变和外界干扰等不确定性因素导致的建模失配,定义系统实际状态值与预测值之间的误差,得到带有反馈校正项的预测输出模型,通过误差反馈校正机制增强路径跟踪控制系统的鲁棒性。将路径跟踪预测优化问题推导转化为带约束的二次规划问题,并通过数值解法实现路径跟踪鲁棒预测控制律的滚动优化求解。结果表明:误差反馈校正机制可以有效改善路径跟踪预测控制算法因整车质量和横摆转动惯量变化导致的低鲁棒性问题,能够实现智能车辆高速行驶工况下的路径跟踪功能,且具备良好的实时性。