基于粒子群算法的时滞动力学系统时滞辨识

以柔性悬臂梁为对象,对主动控制中的时滞辨识问题进行了研究。研究中将时滞辨识问题转化为一个优化问题,以系统某一段时间段的真实响应与预估响应之差的绝对值之和作为目标函数,采用粒子群算法作为优化算法。仿真中分别考虑了单时滞和双时滞辨识两种情况,结果表明,该时滞问题辨识方法能够有效地辨识出系统中的时滞量。

基于趋势相似度分析的多重时滞辨识及其在加氢裂化流程中的应用

针对复杂工业流程生产单元间变量存在多重时滞且检测困难,提出一种基于趋势相似度分析的多重时滞辨识方法。选取单元间相关性强的关键变量,利用多项式最小二乘拟合后的变量导数数据定义趋势相似度,以经采样时滞平移后的趋势相似度最小,描述多重时滞辨识问题;用L2范数量化趋势相似度向量,将多重时滞辨识问题转化成L2范数最小化问题;并用改进的自适应粒子群算法快速寻优,确定各变量的最优采样时滞。所提方法被应用于加氢裂化流程中,辨识出各变量的实际采样时滞,由此建立了基于局部加权核主元回归的柴油闪点预测模型。实验结果表明:考虑多重时滞的预测模型准确率提高了19.05%,验证了所提时滞辨识方法的有效性。

随机控制系统大纯时滞辨识及结构辨识的偏差补偿算法

本文研究了已知噪声自相关函数时,线性SISO系统ARMAX模型的大纯时滞的辨识问题及结构与参数辨识的偏差补偿算法。本算法使得能够在很小的样本数及极低的信噪比下得到系统的结构参数。

基于时效关联分析的氧化铝蒸发过程多重时滞辨识

将流程工业中物料在每个单元的滞留时间以整数序列的形式表示,根据时滞序列将原始数据重新匹配生成新的数据矩阵。定义时效关联分析来描述数据矩阵中各个时间序列之间的相关性并使用H∞范数进行量化,将多重时滞辨识问题转化为求取最大H∞范数的问题。最后采用离散状态转移算法进行快速求解,得到最优时基序列即为辨识得到的多重时滞。将所提方法用于氧化铝蒸发过程的多重时滞辨识,将辨识出的多重时滞用于预测模型数据的预处理,预测模型的准确性提高了34.4%,验证了辨识方法的有效性。

一种基于时滞辨识的模糊Smith控制

利用信号处理中的互相关技术可以对声发射波之间的时间延迟进行测量的功能,实现对变化的时滞参数的跟踪,并将其同模糊控制以及Smith预估控制相结合,形成了一种基于时滞辨识的模糊Smith控制算法,对此算法进行仿真研究。仿真结果证明了此算法的有效性。

基于全局时滞间隔辨识的磨矿粒度软测量

磨矿粒度作为磨矿过程中最关键、最直接反应磨矿好坏的生产指标,不仅影响到后续选别工艺的稳定性,还直接关系到分选过程中生产的精矿品位和金属回收率,实现对磨矿粒度的精准预测,不仅能提高磨矿效率、降低能耗,同时也是实现磨矿智能优化控制的有效途径之一。然而在实际生产过程中,由于磨矿过程中大时滞和非线性等问题的干扰,使得磨矿粒度的预测难度变大,且预测精确度不高。将时滞辨识方法引入到磨矿粒度的软测量中,是一个有效的解决思路,但传统时滞辨识算法不仅需要大量的经验知识辅助进行时滞范围的选取,并且所得时滞序列还不具有有序性,难以应用到实际生产过程中。因此,提出了一种基于全局时滞间隔辨识的磨矿粒度软测量方法。通过数据时序性分析确定全局时滞范围,并分别以互相关函数和互信息函数作为关联度函数,使用时滞间隔代替时滞进行基于细分矩形法(DIRECT)的初步寻优,通过累加最优时滞间隔序列得到最终的时滞序列,以此保证时滞序列的有序性。最后将时滞信息引入梯度提升树(GBDT)中进行预测建模。通过仿真数据和真实磨矿过程数据上的结果表明,该方法在减少了对于经验知识需求的同时,能有效解决时滞序列的无序性问题,且软测量的预测精度较高,具有一定的现实意义。

变时滞系统的辨识自适应控制算法的改进与仿真研究

城市供水出水浊度过程控制是大时滞难控对象,Smith预估控制方法的研究有效地改善了时滞带来的控制困难的问题,但是当系统模型不精确时,很难获得好的控制品质。采用时滞辨识自适应方法,有好的控制效果,但当被控系统的时滞参数是时变时,在一定范围内可能存在的时滞辨识的效果不理想,所以提出采用变搜寻区域的辨识方法,可以实时地搜索出真实过程的时滞。该算法用于变时滞的系统,具有良好的控制品质和较强的自适应能力。

未知初始条件下连续时滞二阶系统的识别

在实际工业生产中有很多被控对象或控制过程都可被视为二阶纯滞后SOPDT(Second Order Plus Delay Time)的形式。在同时含有负载干扰及未知非零初始条件的情况下,针对待辨识参数过多而导致一些现有方法在实施最小二乘后只能获得部分参数的问题,提出首先给系统施加两次同方向的阶跃信号并对输出采样,进而对系统微分方程通式两边进行二重积分以获得两组回归方程,最后联立两次最小二乘结果便可获得所有待估计的参数值。

基于时滞LQR算法的风洞模型振动控制试验研究

为有效抑制风洞试验中飞行器模型的振动,利用气动力学与机械动力学的观点分析了风洞模型的振动原因及特点,并建立了风洞模型—测力天平—风洞支杆所组成的悬臂梁系统的二阶模型。针对飞行器模型振动控制中的时滞问题,分析了时滞现象产生的原因及对风洞试验飞行器模型振动控制的影响,并利用基于所测振动信号与作动器信号的基频傅里叶变换方法实现了基频处的时滞量辨识。基于辨识出的时滞量分别分析研究考虑时滞问题与未考虑时滞问题的风洞模型振动控制状态方程,并设计时滞补偿线性二次型调节器控制算法。搭建地面试验系统,通过地面锤击试验验证得知,相比未考虑时滞问题的线性二次型调节器,时滞补偿线性二次型调节器控制算法具有较好的控制效果,能够更加稳定有效地对风洞模型振动进行控制。