关于三容水箱系统水量液位优化控制研究

工业上许多被控对象的整体都可以抽象成三容水箱的数学模型,研究水箱液位系统的建模、优化控制策略将有重要意义。由于小波神经网络在研究水箱液位系统建模问题时,存在权值初选随机性大,难以满足设定的目标误差函数要求的问题,选择克隆遗传算法训练小波神经网络的权值,并针对克隆遗传算法存在的"早熟",收敛较慢的现象,对克隆遗传算法加以改进,将线性递减策略引入到变异因子中。仿真结果表明,经克隆遗传算法优化过的小波神经网络不仅改善了逼近非线性的精度,同时克隆遗传算法中的收敛速度也有了较大的改进,避免了"早熟"现象。验证了设计的克隆遗传算法优化小波神经网络的有效性。

一种改进型动态矩阵控制在水箱液位系统中的应用

针对三容水箱液位控制的多变量、强耦合、非线性、难以建立精确数学模型等特点,提出了在一种在状态空间方程形式下的多变量动态矩阵控制(dynamic matrix control,DMC)和分数阶PID(FOPID)控制相结合的新型模型预测控算法(MFOPID-DMC),以改善控制品质;用李雅普诺夫第二方法证明该算法的稳定性;将该算法应用在三容水箱液位控制系统,并与FOPID和DMC控制效果进行对比;仿真结果表明,该算法克服了FOPID超调大和DMC动态响应慢的不足,是一种鲁棒性较强、控制精度高的控制策略,较好地解决了三容水箱液位控制系统的耦合性、难以建立数学模型等问题。

改进差分进化算法在非线性模型预测控制中的应用

为了解决非线性模型预测控制在实际工程系统应用时,传统方法求解非凸的非线性规划问题容易陷入局部极小,计算量随着问题维数的增加呈几何级数增长的问题,对传统的差分进化算法进行了改进.通过动态调节差分进化算法的主要参数加快差分进化算法的收敛速度,同时采用多种突变策略增加种群的多样性,有效克服了传统差分进化算法容易陷入局部极小的缺点.在简单三容液位系统上的仿真实验结果证明了该算法的有效性和可行性,在工业应用中具有较好的应用前景.

三容系统的解耦神经网络PID控制

三容水箱是常见的非线性强耦合系统,利用一种非线性动态解耦的方法对其进行解耦(其特点是能利用非线性补偿的方式将该类系统各回路输入与输出之间完全解耦),然后采用基于BP神经网络的PID控制策略对其进行控制,并利用MATLAB进行仿真。仿真结果证明解耦的有效性,表明了BP神经网络的PID算法比传统的数字PID具有更强的抗扰动性。

三容水箱液位控制系统

针对三容水箱液位控制系统中进水阀和出水阀的非线性特性,提出了基于广义对象的非线性补偿的对象线性化方法,并在系统一阶对象的基础上,利用解析法对系统建立了精确的数学模型。数字PID控制实验表明了该方法的有效性。

B/S和C/S混合架构的三容水箱远程控制系统

本文以三容水箱为对象,通过对C/S模式与B/S模式的分析与研究,设计了一种基于混合模式1的远程控制系统。混合模式中控制数据的传输采用C/S模式,而B/S模式则用于发布C/S模式的客户端程序,并实现系统的管理功能。本文介绍了系统的框架结构、本地控制系统以及数据的通信等问题,重点阐述了B/S和C/S混合模式的具体设计与实现,以及远程系统的操作流程。

三容器液位系统Smith预估器设计及其仿真

三容器液位控制系统具有典型的滞后特性,用常规的PID控制难以达到精确的控制效果。本文首先给出了该系统的数学模型,并应用Smith预估补偿算法进行控制,最后在C++Builder中进行了仿真。仿真结果表明Smith预估补偿控制与常规的PID控制相比,具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点。

一种新型ARX模型在三容水箱液位系统中的应用

采用一种新的ARX模型(RBF-ARX模型)对三容水箱液位系统进行建模,阐述了RBF-ARX模型的建模原理、模型结构的确定、模型参数辨识及参数优化等问题。并分析了该模型的优越性能,模型的仿真预测输出结果,证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模和辨识中的可靠性和有效性。

基于C++Builder的三容液位系统的Smith预估控制

三容器液位控制系统具有典型的滞后特性,用常规的PID难以达到精确的控制效果,提出了基于三容器数学模型的Smith预估补偿控制算法,并用C++Builder对其进行实验仿真.仿真结果表明Smith预估补偿控制比常规的PID控制具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点.

基于神经网络的三容水箱液位控制系统辨识

针对三容水箱液位控制系统的滞后、非线性特性,难以用传统的机理方法进行辨识,提出了用BP网络辨识该系统的方法。采用并联型辩识结构,训练网络采用Levenberg-Marquardt算法和BFGS拟牛顿算法,仿真结果表明,这两种算法用于BP网络辨识该系统效果较好。

RBF-ARX模型在三容水箱液位控制系统建模中的应用

针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模中的优越性。

预测函数控制及其在三容水箱中的应用

介绍和分析了预测函数控制方法,将基于前馈补偿解耦的多变量预测函数控制算法应用到三容水箱液位控制系统中。采用该方法对三容水箱液位控制系统进行了控制系统设计和仿真研究,仿真结果表明,该方法是一种计算简单、鲁棒性强、抑制干扰能力好、控制精度高的十分有效的控制方法。

三水箱控制虚拟实验平台的开发

基于组态软件力控6.0和Matlab语言,构建了一个三水箱系统的液位监控虚拟实验平台.在这个虚拟实验平台中,利用力控6.0完成三水箱系统的液位监控虚拟实验平台的组态,利用Matlab/simulink完成三水箱系统的建模和仿真,再利用动态数据交换(DDE)技术实现力控6.0和Matlab两者之间的数据传输.最后,在这个搭建好的虚拟实验平台上对三水箱系统的控制进行仿真研究,取得了较好的效果.

基于多模型IMC-PID的三水箱液位控制算法研究

针对具有非线性、大惯性、时滞性的三容水箱液位过程系统,通过建立多个模型和设计对应的IMC-PID控制器来获取更好的系统性能指标。根据系统的非线性程度,在不同液位高度分别建立多个局部线性系统模型来拟合全局非线性系统模型;采用最小二乘算法和粒子群算法分别对模型参数进行辨识;采用内模算法对所辨识的多个局部线性系统模型分别设计相应的局部控制器,并转化为PID形式。通过Matlab软件仿真可以看出,基于多模型IMC-PID的三水箱液位过程控制算法改善了系统的性能指标。

三线端口通信在CO_2热泵热水器中的应用

在总结三线端口通信原理发展现状的基础上,详细论述了该通信方式在CO_2热泵热水器中热泵电控系统与水箱电控系统之间的数据发送和接收过程;该方法利用一根线作为数据线,其余两条作为电源线,并且利用电源线的一根作为公共线构成信号传送的回路,从而减少了通信线路,降低了产品成本;其通信过程主要由软件来控制,增加了系统设计的灵活性;实验结果证明三线端口通信性能稳定,纠错能力强,能满足水箱电控系统与热泵电控系统之间的通信要求。

快速燃气热水器实现热水零等待的实践探索

通过对本身没有热水循环系统的快速燃气热水器进行方案设计,在增加循环管、循环泵、缓冲水箱、点加热装置、电动三通阀、单向阀、控制器等部件的基础上,实现了既减少了燃气热水器的点火频率,又满足了用户对生活热水即开即用"零等待"的需求。