基于多变量控制策略的生物发酵罐溶解氧浓度控制

为解决当前生物发酵罐中溶解氧浓度饱和问题,设计了基于多变量控制策略的生物发酵罐中溶解氧浓度控制新系统。该控制系统通过控制两个变量(培养液的进气气流速率和搅拌器搅拌速度)来调节生物培养液的溶解氧浓度,并通过选择合适的空气流量水平,避免氧气溶解饱和,而且还可通过调整搅拌速度控制器的参数,适应控制点的实时变化。仿真实验结果表明,所设计控制系统可根据系统中控制条件切换搅拌控制器参数,来保证对空气流的正确切换和主动控制器的正确选择,并最终保证控制回路稳定运行。对实际系统的测试结果表明,当培养液因搅拌而出现溶解氧饱和时,所设计控制系统通过有效改变气流,避免培养液中溶解氧饱和问题的出现。所设计控制系统能够实现生物发酵罐中溶解氧浓度的高效控制。

基于自组织递归小波神经网络的污水处理过程多变量控制

污水处理过程(Wastewater treatment process,WWTP)是一个包含多个生化反应的复杂过程,具有非线性和动态特性.因此,实现污水处理过程的精准控制是一项挑战.为解决这个问题,提出一种基于自组织递归小波神经网络(Selforganized recurrent wavelet neural network,SRWNN)的污水处理过程多变量控制.首先,针对污水处理过程的动态特性,根据小波基的激活强度设计一种自组织机制来动态调整递归小波神经网络控制器的结构,提高控制的性能.然后,采用结合自适应学习率的在线学习算法,实现控制器的参数学习.此外,通过李雅普诺夫稳定性定理证明此控制器的稳定性.最后,采用基准仿真平台进行仿真验证,实验结果表明,此控制方法可以有效提高污水处理过程的控制绝对误差积分(Integral of absolute error,IAE)和积分平方误差(Integral of squared error,ISE)的精度.

实时入炉煤质数据融合下的锅炉燃烧过程多变量控制技术

锅炉燃烧过程具有大滞后、多变量、存在其他扰动因素的特点,控制过程存在迟滞问题,对此,设计实时入炉煤质数据融合下的锅炉燃烧过程多变量控制技术。采集各种类型的入炉煤质数据,应用静电传感器采集一次风管道中的静电信号强度数据,通过称重传感器采集磨煤机出口煤量数据,通过风量传感器KGF2采集磨煤机出口的风量数据,利用温度传感器pt100采集磨煤机出口的温度数据。融合处理四种实时入炉煤质数据,设计锅炉燃烧多变量解耦控制器,实现锅炉燃烧过程多变量控制。测试结果表明,该方法能够迅速实现烟气含氧量、炉膛压力、主汽压力的稳定控制,锅炉具有更高的烟气含氧量。

复杂工艺自适应多变量控制策略研究

本文针对复杂工艺过程存在建模难度大、参数变化多等特点,重点探讨了自适应多变量控制策略。首先介绍了复杂工艺过程的控制难点及自适应控制的基本原理,然后分别讨论了自适应PID控制、自适应解耦控制、自适应预测控制、自适应神经网络控制等几种典型的自适应多变量控制方法。通过算法描述和仿真分析,说明了不同自适应控制策略的特点和适用性。最后指出,自适应控制技术为解决复杂工艺过程的建模难题和参数漂移问题提供了有效途径,但在工程应用中还需要进一步加强自适应机制的稳定性和收敛速度。

涡轮冲压组合发动机模态转换多变量控制研究

为解决串联式涡轮冲压组合发动机在涡轮模态与冲压模态转换过程中的推力及流量连续控制问题,在基于EKF的在线发动机实时模型基础上,提出了基于推力控制的串联式涡轮冲压组合发动机控制规律。通过发动机内推力、总空气流量、风扇空气流量、风扇喘振裕度等多参数的闭环控制,实现涡轮冲压组合发动机的稳定模态转换。仿真分析表明,模态转换过程中推力稳态控制误差不超过2.1%,流量稳态控制误差不超过3%,模态转换过程中推力瞬态波动不超过9%,空气流量瞬态波动不超过7.6%。

相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制器交互影响分析中的应用

提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法:改进相对增益矩阵(Relative gain array,RGA)方法,使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析,以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度,选取控制变量与被控量之间的最佳搭配。为了验证所提出方法的有效性,将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计。数字仿真结果表明,利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取,能取得较满意的效果。

基于模糊RBF神经元网络的冷连轧板形板厚多变量控制

针对板带材轧制是一个复杂的非线性过程,板形控制（AFC）和板厚控制（AGC）又是相互耦合的一个综合系统等特点,提出了一种基于模糊RBF神经元网络的冷连轧板形板厚多变量综合控制系统.仿真结果证明了此AFC-AGC控制系统具有良好的自适应跟随和抗扰性能,其控制效果优于传统的解耦PID控制.

基于多变量控制的高铁低频振荡过电压阻尼方法

针对高速铁路网电压低频振荡导致动车组牵引封锁的现象,首先建立动车组线侧脉冲整流器状态空间模型;其次,对四象限整流器多变量控制策略进行详细的数学推导及参数设计,并在其闭环状态方程推导的基础上,研究了多台动车组采用多变量控制的车网系统稳定性,结果表明系统能够处于渐进稳定状态;然后在MATLAB的Simulink模块中搭建双重化变流器及其控制模型,对比分析瞬态直接电流控制和多变量控制的控制效果,得出多变量控制具有更好的动、静态特性;最后将2种控制方法下的整流器仿真模型接入牵引网系统链式仿真模型中,进一步验证多变量控制对车网低频振荡过电压良好的阻尼特性。

基于模糊神经网络大容量输油泵多变量控制

大容量输油泵系统是一个时变非线性复杂系统,生产要求对输油泵的流量、入口压力和出口压力进行协调控制.根据大容量输油泵系统实际控制要求,提出了基于模糊神经网络大容量输油泵多变量控制策略,设计了控制系统和模糊神经网络控制器的结构,给出了模糊神经网络控制器、模型辨识网络参数的修正算法.仿真结果表明该系统能根据流量、入口压力和出口压力给定值与实际值之间的偏差,在线修正控制器参数,实现对大容量输油泵流量、入口压力和出口压力的协调控制.

统一潮流控制器的多变量控制设计

通过一实例 ,讨论报告了统一潮流控制器的多个控制器之间存在的交互影响及在负交互影响下 ,多个控制器设计安排的不合理性。文中建议对统一潮流控制器应设计 1个多变量控制器来完成其具有的多个控制功能。并给出了这样 1个多变量控制设计的成功实例。

非线性反演控制律在航空发动机多变量控制中的应用

主要研究了非线性反演控制规律设计方法在航空发动机控制中的应用.首先基于小偏差线化模型建立了航空发动机的非线性仿射模型,讨论了非线性反演控制规律的设计方法.最后,针对某型涡扇发动机运用非线性反演控制规律设计方法设计了双转子转速控制规律,并给出了仿真结果,仿真结果表明这种控制规律的设计方法在航空发动机控制中是可行的.

板球系统的T-S模糊多变量控制方案

板球系统是一个典型的多变量、非线性控制对象 ,它是杆球系统的扩展 ,适合用以检验各种控制方案 .本文介绍了板球系统及其数学模型 ,就轨迹跟踪问题提出了基于 T- S模型的模糊多变量控制方案 ,并验证了这种控制方案能使系统全局渐进稳定 .仿真实验结果表明本文所采用的控制方案明显优于传统的 PD控制方案 .

循环流化床锅炉燃烧系统的多变量控制

循环流化床锅炉燃烧系统为大滞后、强耦合和非线性的热力系统,其动态特性的复杂性使得目前较多采用的多回路控制系统不能有效地投入自动。通过分析各输入量对各输出量的影响程度和计算各控制回路的相对增益,确立了循环流化床锅炉燃烧系统的多变量控制方案。采用遗传算法对燃烧控制系统进行优化设计,并采用Mento-Carlo方法对控制系统的鲁棒性进行评价。结果表明:基于动态特性的多变量控制系统具有优良的控制性能,该控制系统的鲁棒性能很好。

面向多变量控制的制冷系统性能分析

采用仿真的方法研究了控制参数和干扰参数对制冷系统性能的影响，即分别研究了冷凝器风机风速、蒸发器风机风速、膨胀阀开度、压缩机转速、回风温度、环境温度变化对制冷系统性能的影响，为多变量控制器的设计提供依据。

几何可调液体冲压发动机多变量控制算法研究

为了解决几何可调冲压发动机多变量耦合下的控制问题,设计了此发动机的混合灵敏度H∞鲁棒多变量控制器。在大偏离非线性动态模型基础上进行了仿真试验验证并与原单变量多回路控制器进行了对比,试验结果表明此多变量控制器可以有效地减小输出超调,提高了发动机的稳定裕度。

一种航空发动机相似多变量控制方法

推导了航空发动机线性二次型调节器(LQR)方法相似化公式,分析并指出了存在的问题:(1)在高空低马赫数时,系统响应速度太慢,无法满足快速性要求;(2)在低空高马赫数时,控制增益太高,这一方面可能导致执行机构饱和,另一方面会使控制器在噪声、滞后等干扰情况下性能变坏。本文对相似LQR控制进行了改进,在一定程度上解决了上述问题。本文还证明了改进的相似LQR控制的稳定性,并将其推广至增广LQR方法。

基于MV基准界的多变量控制系统性能评价方法

为解决关联矩阵难以估计的问题,提出利用最小方差(MV)基准界评价多变量控制系统性能的方法.建立了另一最小方差基准下界,此新下界可通过过程数据和对角关联矩阵得到.几种建界方法相互结合,形成一套完整的、基于最小方差基准界的多变量控制系统性能评价理论体系.通过仿真实验验证了该评价方法的有效性.

全飞行包线LQG/LTR多变量控制器设计

根据某型涡喷发动机不同飞行条件、不同工作状态设计了一组双变量LQ/LTR控制器,同时利用一个神经网络对这组控制器的控制参数进行拟合,以使发动机在全飞行包线内各工作状态都有良好的控制性能。仿真结果表明,在整个飞行包线内,控制系统不但有良好的鲁棒性,而且调节性能良好,能满足发动机控制的要求。

线性多变量控制系统中的信息率和H_∞熵(英文)

运用信息论的概念和方法考察受随机干扰的线性多变量控制系统,研究了系统变量的熵率、互信息率和传递函数的H∞熵三者之间的关系,讨论了小熵H∞控制方法的信息论意义.同时得出了系统熵率和互信息率的时域计算方法,为进一步利用信息率作为性能函数研究控制系统探索了新的途径.