基于最小二乘支持向量机的自适应逆扰动消除控制系统

研究一种基于最小二乘支持向量机的自适应逆扰动消除控制器的设计问题,给出了基于最小二乘支持向量机的建模和逆建模方法,以及贝叶斯证据框架下高斯核支持向量机估计算法的参数选择方法.仿真结果验证了该方法的有效性.

一种新型的自适应逆扰动消除器

在自适应逆控制中,原有的扰动消除方案对于消除对象输出噪声工作的较好,但当采取抖动信号为对象建模时,在系统输出端将附加抖动噪声,当系统的增益比较大时,这种抖动噪声就愈加明显。原有的扰动消除方案不能消除这一噪声,提出了一种新型的自适应逆扰动消除方案,不仅能有效地消除对象输出加性噪声,而且能消除由于采取抖动信号建模所产生的抖动噪声。提高了系统的抗干扰能力。

火电厂主汽温系统扰动消除设计方法

火电厂主汽温系统具有大惯性、大延迟和时变等特性,采用常规PID串级控制方法解决主汽温系统的扰动消除问题,结果不甚满意。基于自适应逆控制理论,研究了主汽温系统扰动消除方法,并对实际600MW锅炉高温过热器的动态特性进行了仿真分析。针对主汽温系统导前区和惰性区的内、外2个回路,单独设计相应的扰动消除滤波器,导前区内回路的扰动被从内反馈回路滤波得到的扰动参考信号消除;惰性区输出端扰动从外反馈回路滤波得到扰动参考信号,在对象输入端实现扰动消除。仿真结果表明,该方案可较好地解决主汽温系统存在的内、外扰动问题,对主汽温系统的扰动消除具有较强的鲁棒性和自适应能力。

基于自适应扰动消除的逆变器波形控制

恒压恒频逆变器要求具有高质量的输出电压波形。从传递函数角度建立逆变器数学模型,并分析负载扰动对逆变器输出电压的影响。比较已有波形控制方案优缺点,为提高控制系统对不同负载的适应性,在电压反馈控制的基础上,引入自适应建模方法,提出基于自适应逆控制及扰动消除的逆变器波形反馈控制技术。控制系统参数由自适应算法实现,只需检测输出电压一个状态量,硬件结构简单。将改进型的变步长自适应算法用于逆变器对象及逆对象的自适应建模,简化建模过程,提高模型精度,以兼顾控制系统暂态和稳态性能。仿真和实验结果验证控制方案的有效性,在非线性负载情况下也能保证逆变器有较好的输出电压波形质量。

一种小波变换域的自适应扰动消除方法

针对自适应逆控制中实时消除非平稳时变噪声的困难，提出了一种小波变换域自适应扰动消除方法，从而有效地降低了输入信号自相关矩阵特征值的分散程度，达到了改善噪声消除效果的目的，并拓宽了这种扰动消除方法的应用范围。

自适应逆控制三自由度直升机扰动消除系统研究

针对三自由度直升机系统扰动消除的控制问题,提出了一种模糊神经网络模型参考自适应逆控制及扰动消除控制方案。运用FNN推理合成思想建立模糊神经网络结构,利用神经网络结构实现模糊推理过程,采用神经网络的连接权重来表示模糊推理的参数和修改连接权重来辨识模糊模型和调整隶属函数,并在整个噪声消除系统中利用神经网络学习算法进行建模和逆建模,且用它们的复制模块来组成消除扰动系统,从而达到消除扰动的目的。最后,对三自由度直升机模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性和可行性。

液压位置系统扰动消除设计方法的研究

针对液压系统建模困难,模型误差影响系统动态性能和负载干扰难于抑制的问题,基于X-滤波自适应逆系统结构提出了一种对模型误差不敏感的液压位置自适应逆扰动消除系统。针对该系统结构特点,提出一种适用于X-滤波结构的自适应算法,利用该算法得到不受模型误差影响的较为精确的液压位置逆模型,为液压位置扰动消除系统中控制器和扰动消除器的建立奠定基础。仿真结果表明:液压位置自适应逆扰动消除系统在建模误差较大的情况下,具有良好的动态响应和干扰抑制能力。

基于逆扰动融合生成对抗网络的对抗样本防御方法

为了有效抵御对抗样本误导深度神经网络模型,提出一种基于逆扰动融合生成对抗网络的对抗样本防御方法(Inverse Perturbation Fusing Generative Adversarial Network,IP-GAN).充分利用对抗样本中的对抗扰动信息,确定以逆扰动作为对抗样本防御方法的研究出发点,并从高维特征空间进行有效性分析.IP-GAN方法借鉴生成对抗网络思想,以生成器架构作为逆扰动构造模型,依据对抗样本构造相应的逆扰动用于获取重构样本,并引入深度神经网络模型指导逆扰动优化方向,最终将重构样本输入至深度神经网络模型获取正确分类结果.实验结果表明,所构造的逆扰动可有效消除对抗扰动,辅助DNN模型正确识别并分类对抗样本,与现有最新防御方法相比,IP-GAN方法在MNIST和ImageNet数据集上防御成功率分别平均提高了0.86%和2.96%.

消除光强扰动和调制深度影响的相位解调算法

为了消除光强扰动和相位调制深度对相位生成载波(PGC)解调的影响,提出一种基于混频滤波、相除和差分的相位解调算法——PGC解调改进算法。该算法通过滤波和微分两两相除以及差分、积分运算,使得解调信号不含任何变量。对PGC解调改进算法进行了理论分析和推导,利用Labview平台构建仿真模型,验证了该算法相对于传统解调算法的优势,搭建了基于迈克尔逊干涉的解调系统并进行实验验证。实验结果表明:在不同的相位调制深度情况下,PGC解调改进算法解调出的待测信号不会产生谐波失真;在不同光强的情况下,解调出的信号幅度保持一致。

一种基于RBF网络的非线性自适应逆控制系统

改进了原有的ε-滤波自适应逆控制系统,引入自适应扰动消除器和反馈补偿,构成一种新的自适应逆控制系统.反馈补偿能消除自适应逆控制系统中的直流零频漂移,自适应扰动消除器能最大限度地消除扰动.将神经网络引入自适应逆控制系统,采用基于径向基函数网络的非线性滤波器,对非线性系统进行建模、逆建模、控制器及自适应扰动消除器的设计.仿真结果验证了该方法的有效性.

基于T-S模糊模型的模型参考自适应逆控制

针对非线性系统,提出一种基于T-S模糊模型的模型参考自适应逆扰动消除控制方法。所提方法根据模糊辨识理论与模型参考自适应逆控制各自的特点,将两者相结合。首先,根据模糊系统理论,分别采用模糊对角线划分和递推最小二乘算法进行前提和结论参数辨识,离线辨识得到对象模糊模型和逆对象模糊模型。将辨识出的对象逆设为原始控制器,与被控对象串联;为了分离出系统扰动信号,将辨识出的对象模型与被控对象并联,通过被控系统与对象模型输出做比较,再通过逆对象模型反馈到系统输入端,组成扰动消除环节。用最小均方差算法在系统运行过程中在线调节逆对象模糊模型参数,使其输出误差最小。最后,使用所提方法对一混合非线性系统及输入/输出非线性系统进行仿真试验,仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于模型完全动态延时逆的内模控制方法

针对常规内模控制中存在的缺点,提出了一种基于模型完全动态延时逆的内模控制方法,采用神经网络自适应滤波器对内部模型和完全动态延时逆进行在线学习和控制,取消低通滤波器的设计,以逆的延时时间的调整来提高系统的鲁棒稳定性,并把内模控制器的动态响应和扰动消除控制分开进行。理论分析和仿真实验表明,此方法对系统输入信号的跟踪响应具有很高的稳态精度和动态控制品质,对对象的扰动消除具有很好的效果,是一种新型、具有鲁棒稳定性的内模控制方法。

基于自适应逆控制的变压器有源降噪系统

由于变压器有源降噪系统的次级通道(包括次级声源、误差传感器和声传播通道等)存在噪声和扰动,造成系统实际的降噪效果难以达到预期目标。采用自适应逆控制理论对电力变压器有源降噪系统进行了设计,针对次级通道的噪声和扰动问题,在降噪系统中加入了扰动消除器,使得次级通道噪声、扰动和次级通道动态响应可以分开控制,提高了降噪系统的降噪效果。仿真结果表明,该系统降噪效果明显。

基于模型完全动态延时逆的内模控制方法

分析了常规内模控制中存在的缺点,提出了一种基于模型完全动态延时逆的内模控制方法,取消低通滤波器的设计,以逆的延时时间的调整来提高系统的鲁棒稳定性,并结合自适应逆控制原理,采用有效消除被控对象下游输出端和上游输入端扰动的内模控制方法.

基于自适应逆控制技术的船舶操纵仿真控制

对自适应逆控制理论中的对象动态控制问题和对象扰动控制问题分别进行了探讨 ,并且针对船舶模型特性 ,改进了自适应逆控制的框图 ,使其能够更好地应用于船舶操纵控制 .在算法上用最小二乘法代替 LMS(Least Mean Square)算法对船舶进行模型参数辨识和控制器的设计 .仿真结果表明 ,改进后的自适应逆控制算法能适应船舶数学模型的变化 ,与 PID控制相比 ,这种算法具有动态响应快 ,抗扰动性好等特点 .

基于动态函数连接神经网络的自适应逆控制系统辨识研究

自适应逆控制将系统扰动消除和动态响应性能独立分开控制,其性能的优劣取决于系统对象、逆对象及逆控制器模型辨识精度的高低。文中提出用动态函数连接神经网络来实现自适应逆控制系统对象、逆对象的同时在线建模和逆控制器的离线建模,并将模型参数的辨识转化为空间参数寻优。针对混沌初始化对已收敛种群结构的破坏性,提出用变参数混沌粒子群优化算法对神经网络权值进行全局寻优,通过仿真实验可以看出基于动态函数连接神经网络的建模误差小,辨识精度高;与当前的参考模型自适应控制方法进行对比分析,所提方法能取得较好的扰动消除效果,并能使系统的跟踪响应性能得到提高,从而验证了方法的有效性、可行性。

基于逆系统的非线性自适应逆控制

针对非线性系统自适应逆控制的不完善,本文引入逆系统方法将非线性系统转化为伪线性系统,然后使用最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立了逆系统模型,最后利用成熟的线性系统自适应逆控制理论实现非线性系统的自适应逆控制。引入逆系统方法后实现了两大功能:其一,消除了非线性系统的干扰,而且不需要设计逆对象模型:其二,实现了多变量(n维变量)之间的解耦,而且节省了3n(n-1)个线性滤波器的设计。本文针对一个典型多变量二阶系统实现了非线性系统的自适应逆控制,仿真试验表明该方法不但能够很好地消除非线性系统的干扰,而且还实现多变量的解耦控制。

基于自适应逆控制的有源滤波器输出波形校正

传统的控制系统在设计过程中,需要在动态性能和扰动抑制之间进行一些折衷。自适应逆控制为基于前馈的开环控制,采用特别的反馈结构,可以消除对象的扰动而不改变对象的动态特性,使动态特性控制和对象扰动控制成为两个单独的过程,可以进行独立设计,这个特点也是自适应逆控制的最大优势。论文将自适应逆控制理论应用于有源滤波器(APF)中,用来控制电压源型逆变器输出电流波形的校正。仿真、实验结果验证了理论分析的有效性。

三相电压型PWM整流器的二自由度内模控制

在电压型PWM整流器的控制中,广泛采用d-q旋转坐标系下电压电流双闭环控制策略。基于传统的双闭环控制策略的不足,提出了二自由度内模控制(IMC)策略。其中电流内环基于合成矢量的思想,提出了二自由度内模解耦控制;电压外环基于功率守恒的思想,提出了扰动快速消除的二自由度内模线性控制。所提控制策略简单易于实现,既统筹考虑有功电流和无功电流综合控制并优化了PI参数整定,又实现了线性化的间接电压控制且能够快速消除扰动对系统的影响。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

秦山核电站320MW机组有功功率异常波动的分析及处理

秦山核电站320MW机组功率发生异常波动,经过对机组自身的原因分析和外部周边220KV电网电厂的原因分析,确认异常波动的原因来自外部电网,扰动源主要是电网荣成自备电厂机组强迫功率振荡时在电网中的传递过程所造成。通过现场测试,认定320MW机组阻尼比均明显高于国家标准,秦山核电站320MW机组自身不易引发低频振荡。通过试验及数据分析表明,荣成自备电厂机组汽轮机调节系统DDV阀在一定负荷水平下控制不稳定,造成机组负荷波动,是系统中1Hz左右的强迫扰动源,是引起秦山核电站320MW机组等浙北部分机组发生1Hz左右功率振荡的源头。详细介绍了采用投运电力系统稳定装置PSS和解决外部电网波动,消除机组有功功率异常波动扰动源的处理办法。对电网低频振荡扰动源的快速定位和分析提出了建议。