多变量时滞系统的关联分析与变量配对

对于多变量时滞系统,回路间的关联分析和变量配对是控制系统设计的第一步。在RNGA变量配对方法的基础上,对其时滞考虑不足进行改进并得到一种新的基于能量消耗的变量配对方法,新方法是在时域内基于传递函数的阶跃响应进行推导得到的。最后通过实例分析验证这种方法能很好地平衡时滞与时间常数。

基于多变量状态反馈预测控制的变量配对新方法

对于多变量系统,回路间的关联分析和变量配对是控制系统设计的第一步。文献针对稳态相对增益阵(relative gain array,RGA)只考虑了系统的稳态特性而没有考虑动态过程中各回路的影响的基础上提出了各种改进的动态相对增益阵。在多变量状态反馈预测控制(SFPC)的基础上提出了一种新的变量配对标准,能比较充分的反映控制过程的动态和稳态信息。通过对预测时域P的优化选择确定被控过程的相关性指数矩阵μ,并将μ与稳态信息阵K相结合得出最终的配对矩阵Λ。最后通过实例研究与其他配对方法比较,表明提出的方法能得出比较好的变量配对结果。

多FACTS元件控制变量配对方法与协调投运策略

多个灵活交流输电系统(FACTS)元件接入系统中各FACTS元件控制器间存在负的交互影响。针对已有的变量配对方法和交互影响分析方法存在的局限和不足,根据NI指数理论,提出适用于大规模、多变量的基于NI指数的多控制变量配对方法,运用该方法找到使得控制器间交互影响最小的控制变量最优配对组合。通过对最优配对组合进行分析,得到最优配对组合中与交互影响的严重程度关系最大的一组输入-输出变量。依据这一关系,制定出相应的多FACTS元件协调投入控制策略。以第二代串联型FACTS元件——静止同步串联补偿器(SSSC)为例,通过仿真系统的计算与分析,证明了所提出的多控制变量配对方法的可行性;并利用PSCAD搭建了含多个SSSC元件的系统进行仿真验证,证明了所制定的协调投运策略是可行、实用的。

多变量统一潮流控制器最佳变量配对选择的研究

统一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController,UPFC)是一个具有多个控制输入和输出变量的多变量控制器,因此交连与耦合就不可避免地存在于这些输入和输出变量所形成的多个控制通道之间.由控制理论可知,变量配对选择与多变量统一潮流控制系统的耦合程度密切有关.利用控制理论中的相对增益分析方法为UPFC确定了最佳变量配对关系,在此变量配对控制方案下UPFC各控制通道之间的耦合非常薄弱,从而不需要采取解耦措施,使得控制器设计简化.在新英格兰系统上的仿真结果表明:在最佳变量配对控制方案下,UPFC具有良好的稳态控制性能。

多变量控制系统的一种变量配对方法

在设计分散控制系统时,输入输出(IO)变量配对是一个重要的步骤.同时考虑系统的稳态增益和动态特性,提出一种新的关联度量方法进行IO配对.在时域内基于传递函数的阶跃响应,其物理意义比较明确,并进一步结合了相对关联阵列(RIA)的优点.通过实例研究和与其他方法的对比表明,所提出的方法能较好地给出配对方案.

大纯滞后对象多变量系统的改进ERGA配对方法

针对效能相对增益矩阵(ERGA)在大纯滞后对象变量配对中存在的问题,提出利用纯滞后时间τ和时间常数Tc的相对大小来形成纯滞后矩阵,并对带宽矩阵进行加权修正,得到改进的ERGA配对方法.通过工程实例对ERGA和改进ERGA配对方法进行了仿真对比,结果证明,在含有大纯滞后对象的系统中,由于改进的ERGA配对方法采用纯滞后矩阵对带宽矩阵进行了修正,减小了含大纯滞后对象配对的可能性,因此能更全面地反映对象动态特性,得到更加合理的配对结果.改进ERGA配对方法能全面反映对象的动态特性,因此在大纯滞后对象的MIMO系统变量配对中有着广阔的应用前景.

基于多变量广义预测控制的不稳定系统控制结构选择方法

对于多输入多输出系统,在控制系统设计时首先要对被控变量和操纵变量进行控制结构选择.Bristol提出的相关增益矩阵(Relative gain array,RGA)法,以及学者们后来提出的各种改进方法,都只适用于稳定系统.本文针对不稳定系统,基于多变量广义预测控制(Generalized predictive control,GPC)的闭环控制律提出了一种控制结构的变量匹配准则.通过对预测时域、控制时域等各个参数的优化选择,使系统闭环稳定;由闭环控制律得到被控变量期望值与操纵变量的相关性矩阵,以此得出控制结构的变量配对方案.通过实例研究表明,对于开环不稳定系统,该方法可以得出正确的变量配对结果.

多变量系统耦合度分析

本文分析了多变量系统耦合度分析与变量配对之间的关系，通过仿真实例说明了耦合度分析的重要性。同时从应用的角度分析比较了现有耦合度分析方法，指出了各种方法的优缺点和运用范围。

多变量系统的特性与互联分析

传统的控制方法主要是针对单输入单输出(SISO)系统的,而且在过程控制中大量采用了PID控制器。而实际的系统是复杂的,多数是多输入多输出(MIMO)系统,输入输出之间彼此响应产生互联。而且往往表现出一定程度的非线性。所以,研究MIMO系统控制方法并把它们用于工业过程控制,对提高生产效益和安全可靠运行是十分重要的。

供热机组热电耦合特性分析与解耦协调控制

现有的供热机组协调控制系统难以满足风电规模化并网后的自动发电控制(AGC,automatic generation control)要求,需要深入分析机组热电动态耦合程度。将供热机组动态模型小偏差线性化得到包含供热侧特性的传递函数矩阵模型。结合现有的协调控制配对分析热电耦合特性并设计解耦器。分别通过相对增益矩阵(RGA)法和仿真实验法比较解耦前后供热抽汽蝶阀对发电负荷的耦合程度。仿真实验发现在基本炉跟机方案中加入蝶阀开度对机前压力和发电负荷的静态解耦器,可以有效减小供热扰动对发电负荷的影响,解决机组供热期投AGC的困难。

相对增益矩阵方法在UPFC潮流控制中的应用

利用控制理论中的相对增益矩阵(RGA)方法对统一潮流控制器(UPFC)的多个控制回路问的耦合程度进行了定量分析,确定了UPFC的最佳变量配对关系。在此配对方案下UPFC控制回路间的耦合程度非常薄弱,因而不需采取解耦措施即可实现协调控制,简化了UPFC控制规律的设计。分析结果表明最佳变量配对关系对运行方式的变化不敏感,因而具有固定性和可行性。仿真结果验证了UPFC最佳变量配对关系的合理性和有效性。

化工过程非方瘦系统的串级控制系统结构设计

化工过程一般为多变量系统,其中输出变量个数多于输入变量个数的非方多变量系统称为瘦系统,现有的非方系统控制结构设计一般采用方形化处理方法,只能形成一个输入变量与一个输出变量配对的单回路控制,要么作为工艺控制指标的重要变量不能成为被控变量,要么次要变量未纳入反馈控制,无法满足控制要求。本文介绍了非方系统的平均频域相对增益阵,对瘦系统进行了变量配对分析,提出了一种瘦系统串级控制系统结构设计方法。这种方法在不添加输入变量的同时有效利用了所有的输出变量反馈,使系统反馈信息更完备,构造了重要变量与次要变量结合的串级控制系统。最后通过实例分析说明了瘦系统的串级控制系统结构设计方法不仅能够得到合理的变量配对,而且系统控制性能良好,尤其在进行干扰抑制的过程中体现出了快速性和高效性。

基于债务重组新准则的上市公司盈余管理实证分析

我国于2006年2月正式颁布的新的会计准则体系在公允价值、资产减值准备、债务重组等诸多方面都做出了较大的调整,这些调整必然会对上市公司的某些行为产生影响。本文重点分析债务重组准则对上市公司的经营行为--尤其是在盈余管理方面的影响。一、研究背景债务重组准则的巨大变化是新会计准则一个显著特点。新准则与旧准则相比,在许多方面进行了重大修改。

动态耦合度的定义与表示

介绍了多变量系统动态耦合度的定义及其简化表示,以及与之相关的变量配对原则。最后,对已解耦和未解耦系统的动态耦合度进行了仿真比较。

基于分支定界法筛选完整性的分散控制结构

针对分散控制系统的完整性问题,应用分支定界法对其进行判定并筛选合适的分散控制结构。定义了分散控制系统的子系统这一概念,提出检验分散控制系统完整性的一个判定引理和相邻两个分散控制系统之间的递推关系。基于分支定界法给出了相应的算法以处理输入输出配对问题,并给出具备完整性的分散控制结构。对随机系统的测试显示,所提出的算法能大幅度减小计算量,快速寻找满足完整性要求的分散控制结构。

飞行控制系统的动态相对增益方法研究

提出一种分析多变量飞行控制系统的动态相对增益方法。从基于时间和基于频率两个方面分别计算了飞行器线性化模型的动态相对增益,通过基于时间的动态相对增益可以得到动态模型在其时间范围内输入量和输出量的关联度,而不是局限于最终稳态点的关联度,通过对一定工作频率范围的基于频率动态相对增益的求取,可对输入/输出量进行合理的配对,以便来分析和设计具有合适的频率特性的飞行控制系统。通过实例求解表明,两种方法所得配对结果一致,将时域和频域方法结合可以得到全面的分析结果。

分散常规控制系统结构设计的遗传算法求解

化工过程通常为高维大系统,在进行底层常规PID控制系统设计时,难以得到最佳配对方案,迫切需要一种简便且快速的计算机优化算法解决该问题。对此提出了一种基于遗传算法的分散常规控制系统结构设计的优化求解算法。该算法基于遗传算法的思想,对结构矩阵进行字符串形式的编码,将变量配对转换成数组形式,选择合适的遗传算子,通过交叉、变异、选择等遗传操作,解得无约束条件下的最优变量配对方案。其次,结合约束条件对遗传算子适当改进和调整,以无约束条件下的最优配对方案为基础,仅需通过变异和选择算子,就可解得存在约束条件的最优变量配对方案,并且具有较快的计算速度。最后通过包括TE过程在内的实例分析证明了该算法的有效性与准确性。

动态结构耦合性分析方法及其应用

基于动态系统的状态方程，针对现有耦合性分析方法所存在的问题，提出了一种新的动态结构耦合性度量方法，这种方法也可用于稳态结构耦合性度量。本文给出了该方法的计算实例。

基于动态相对增益矩阵的超临界机组耦合特性分析

超临界机组各输入输出变量之间存在着严重的耦合现象,这对机组的协调控制系统提出了更高的要求。对超临界机组的非线性动态模型进行小偏差线性化,得到传递函数矩阵模型。根据得到的传递函数模型,利用动态相对增益矩阵法对机组的耦合关系进行分析,得到了机组在稳态和动态条件下不同的变量配对方式。根据得到的变量配对方式,可以将控制系统划分为中间点温度控制系统和以机跟炉为基础的机炉协调控制系统。