一种基于线性模型预测的网络化预测模糊控制方法

从方法论出发,通过对比、类比、条件转化、逆向法、整体和局部的关系、定性分析与定量分析相结合的方法,提出网络化预测模糊控制概念,将预测的思想和模糊控制相结合补偿网络中的时延,形成基于线性模型预测的网络化预测模糊控制方法。将变论域思想应用到网络化控制中,即论域随着误差的减小而收缩,而论域的收缩相当于控制规则的增加,从而可以用较少的控制规则实现较精确的控制。为解决控制器参数多、难于调节的问题,采用定性与定量分析相结合的方法,将参数按照物理意义分成组,从而将多参数的调节问题转化成研究每一组少数几个参数的调节问题,通过与PID及网络化预测控制(NPC)方法在有延时和无延时情况下的控制效果比较,证实本文提出的思想和方法能有效补偿网络化控制系统中的时延。

基于SIRMs的一类燃料电池系统控制策略设计及仿真

针对一类氢气-空气质子交换膜燃料电池流量欠驱动系统,提出了基于SIRMs的模糊控制策略,采用随机搜索的方法动态优化控制器参数,实现了以一个调节手段(空气质量流量计的给定电压)去控制两个被控变量(阴极压力和空气流量)的需求,同时阳极压力在PID控制器的作用下能跟随阴极压力的变化。仿真结果证实了该方法的有效性。

聚丙烯反应器稳定性分析

建立了针对本体法连续搅拌槽式聚丙烯反应器 (CSTR)的动态机理模型 ,并在定态点处进行线性化处理 ,以建立线性化模型 ,从工艺和控制角度对聚丙烯反应器的稳定性进行了全面分析。结果表明 ,丙烯聚合这种非线性、强放热、开环不稳定的CSTR与理想的CSTR有着很大的不同 ,放热速率不仅是温度的函数 ,而且受丙烯浓度、催化剂浓度的影响也很大。反应过程中转化率很低 ,再加上丙烯的临界温度也很低 ,温度升高会使冷凝潜热减少 ,单靠夹套冷却水难以移走反应热 ,从而造成高温稳态点 (开环稳定点 )的不存在。在假稳态的操作点处 (开环不稳定点 ) ,系统受到扰动而使温度升高 ,如不加任何控制将导致反应器烧毁。如果进料温度、催化剂初始浓度等发生变化也将导致假稳态点的变化 ,这时如果仍然按着原来的操作点进行操作 ,势必造成反应温度波动 。

pH值系统变论域模糊控制器的设计及性能分析

针对pH值非线性控制系统,设计了一种实时简化变论域模糊控制器.将变论域思想与实时模糊推理策略相结合:一方面论域随着误差的减小而收缩,而论域的收缩相当于控制规则的增加,从而增加了控制精度;另一方面采用实时模糊推理方法,即对于一个二入一出的模糊控制器,一次推理过程中最多只激活4条控制规则,在控制的过程中只考虑这4条控制规则.这2种思想的结合使得控制规则的设计大大简化,可以采用批处理的方式设计控制器,不仅加快了系统的动态响应,也提高了控制精度.仿真结果证实了这种控制方法的有效性.

基于LOGO!控制器的救生舱内供氧系统设计

井下救生舱能够在煤矿发生火灾、瓦斯煤尘爆炸、冒顶等灾害事故时为矿工提供安全避难场所,而其中的氧气供给系统的安全可靠运行对于生命的延续至关重要。基于西门子的LOGO!智能逻辑控制器,运用工业上的冗余、容错设计方法,开发了一种高可靠性的氧气供给系统,并通过软件环境进行了仿真验证,结果表明:该供氧系统技术可行、工作稳定、安全可靠。该系统还可以移植到海上航行以及特殊人群的氧气供给中。

基于简化模型预测的网络化控制系统设计

针对机理不清、难建模的被控过程,提出了一种基于数据的网络化控制方法。仅根据过程的输入输出数据,先采用模糊聚类建模技术,获得系统的T-S模型,然后利用神经网络对前件隶属度函数的拟合能力,将其转化成显式表达,从而获得一步预测简化模型。再利用递推和反馈校正,获得一系列预测的过程输出,进而将控制系统设计转化成"由未来的偏差及偏差的变化得到未来的控制作用"问题。通过分析典型被控过程的动态响应曲线设计隶属度函数及控制规则,可获得一系列未来的控制作用。再通过选择合适的控制作用即可补偿网络时延和数据丢包的影响。仿真表明,该控制方法在处理随机时延和数据丢包问题上较PID控制有更快的动态响应和更高的精度。

乙烯精馏塔仿真平台的开发与应用

乙烯精馏塔不同于常规精馏塔,有中间再沸器并且产品由侧线抽出,对产品纯度要求很高,构造十分复杂,在仿真中一般作二元处理,存在较大的误差,在控制系统仿真中,采用参数模型或只对某一控制回路进行仿真,缺乏科学依据而且很难正确反映精馏塔各回路之间的关联,本文利用MATLAB/SIMULINK工具开发了基于严格动态机理模型的乙烯精馏塔仿真平台,通过对塔进行动态仿真分析,得到了塔内各级的各组分组成、温度的动态变化规律,同时在该仿真平台上,可以充分利用MATLAB/SIMULINK功能强大的工具箱及模块库功能实现对乙烯精馏塔进行控制和优化,并对其进行多变量控制系统的仿真。