多时滞线性系统的控制参数优化方法

采用控制参数化方法研究具有连续状态不等式约束和多重状态及控制时滞的线性系统优化控制问题.通过把时滞系统动态模型中的控制量表示成关于时间的分段常数函数,把每个控制参数看作决策变量,将多时滞系统的控制问题转化为数学规划问题.推导出在连续状态不等式约束条件下的目标函数和约束函数对于待求参数的梯度公式,并用序列二次规划算法求出其最优控制量.最后,将该优化算法应用于湿法炼锌净化过程中.仿真结果表明,锌粉的添加量可以有效地减少,从而避免了资源的浪费.

湿法炼锌沉铁过程氧化速率优化控制

湿法炼锌沉铁过程针铁矿沉淀形成的条件要求苛刻,亚铁离子的氧化速率必须控制在合理的范围内才能保证溶液中的铁离子以针铁矿形式除去.本文在沉铁过程动态模型的基础上,根据针铁矿沉淀形成的条件和结合流程工艺要求,优化设定每个反应器出口的亚铁离子浓度,进而建立针铁矿法沉铁过程氧化速率优化控制模型.采用控制参数化方法将最优控制求解问题转化为非线性规划,通过状态转移优化算法求取最优的氧气和氧化锌控制率,以合理控制沉铁过程亚铁离子的氧化速率.仿真结果表明,优化控制模型计算所得的控制量不仅可以保证反应过程的氧化速率符合生成针铁矿沉淀的条件,而且可以稳定生产流程.

离散LPV重复过程的鲁棒H_∞状态反馈控制

研究离散线性参数变化(LPV)重复过程的鲁棒H∞状态反馈控制器设计问题。通过引入一个附加矩阵解除了系统矩阵与依赖于参数的李雅普诺夫函数之间的耦合,从而提出依赖于参数的解耦的鲁棒H∞性能判据。进一步,根据参数线性矩阵不等式技术导出鲁棒H∞控制器存在的充分条件,通过利用近似基函数和网格技术把相应的控制器设计问题转换成求解一个有限维参数线性矩阵不等式的凸优化问题。

线性定常系统的容错控制参数化设计方法

利用线性定常系统的状态反馈特征结构配置参数化结果,给出了故障系统的容错控制器设计的一种完全参数化方法。该方法给出了故障系统的所有容错控制器的参数化表达式。该参数化表达式含有的自由参量为控制系统设计提供了全部自由度,可用来满足控制系统设计的某些性能,如鲁棒性。数值算例及其仿真验证了本文所提容错控制器设计的参数化方法的有效性。

基于控制周期计算的锌液净化除铜过程优化控制

净化除铜过程是锌直接浸出冶炼工艺中硫酸锌溶液净化的第1个步骤,其效果直接影响着后续工序的正常进行以及最终锌产品的质量.本文针对除铜过程中控制周期与锌粉添加量不确定性,造成出口铜离子浓度波动大及锌粉浪费等问题,研究基于控制周期的除铜过程锌粉添加优化控制方法.首先通过分析反应器中氧化还原电位(oxidation-reduction-potential,ORP)与锌粉的时序变化关系计算除铜过程反应响应时间,然后分析响应时间的统计特性,从而确定锌粉控制周期.在确定控制周期的基础上,采用基于控制周期的固定节点控制参数化方法,从而将最优控制求解问题转化为非线性规划问题.最后,采用状态转移算法对该非线性规划问题进行求解.采集工业现场数据进行实验证明了该优化控制方法的有效性,为类似的净化过程的优化控制提供了新思路.

基于控制参数化的注塑工业过程最优反馈控制方法

本文针对一类典型的注塑工业过程系统,研究了注塑填充过程中产生的熔体流动速度最优跟踪控制问题,提出了一种基于控制参数化的计算最优反馈控制器设计方法以实现注塑过程中熔融聚合物流动前沿位移的最优跟踪控制,进而达到改善注塑零件性能的高效生产目标.首先,面向注塑工艺复杂生产过程建立了动态过程系统数学模型,提出了注塑机内部熔融聚合物流动前沿位置的动态最优跟踪控制问题;其次,设计了一种多级反馈控制律,通过控制参数化方法将控制反馈核进行了参数化表示,将控制器设计问题转化为一序列最优参数决策问题;然后,通过状态灵敏度方程分析方法,求解出了目标函数及约束条件关于决策变量参数梯度信息的显式表达式,并基于所提供的梯度信息结合序列二次规划算法进行了高效优化迭代求解;最后,通过实验仿真验证了本文所提出的最优反馈控制器设计方法的可行性和有效性.

一类线性参数变化时滞系统的鲁棒滑模控制

研究了一类线性参数变化连续时间系统的稳定性、状态反馈镇定和滑模控制问题.通过引入适当加权矩阵变量寻找Le ibn iz-Newton公式各项之间的关系,从而直接地处理系统中的时滞状态项,避免了常规应用Le ibn iz-Newton公式进行模型变换的间接方法所带来的较大保守性.基于参数线性矩阵不等式方法提出了该类系统参数二次稳定的时滞相关的新条件.基于该条件研究了该类系统的状态反馈镇定和滑模控制问题.分别提出了镇定控制器设计条件和滑动模态存在条件,并设计了滑模控制器,保证了闭环系统的参数二次稳定.仿真实例证明了该设计方案的可行性.

基于特征结构配置的容错控制器设计

利用状态反馈特征结构配置参数化结果,给出了设计容错控制器的参数化方法。该方法给出了故障系统的所有容错控制器的参数化表达式。该参数化表达式含有的自由参量为控制系统设计提供了全部自由度,可用来满足控制系统设计的某些性能,如鲁棒性。数值算例及其仿真验证了本文所提容错控制器设计的参数化方法的有效性。

关于低阶控制器设计的一种方法

阐述一种设计低阶稳定化控制器的方法，此控制器的阶数不超过对象输出的个数，并给出例子阐明这个结论．