多输入多输出系统的神经网络PID解耦控制器

基于神经网络的PID控制 ,提出了一种可用于有耦合的多输入多输出系统的比例、积分和微分参数在线自整定的神经网络PID解耦控制器 ,可以实现对多变量系统的解耦控制 ,仿真结果表明系统具有很好的动态及稳态性能 .

多输入多输出变量带误差模型的最坏情况频域辨识（英文）

本文将单输入单输出(SISO)变母带误差(EIV)模型的频域最坏情况辨识方法推广应用于多输入多输出(MIMO)情况.类似于SISO情况,多输入多输出变量带误差(MIMO EIV)模型的辨识模型集合由估计的系统名义模型及其最坏情况误差界描述.所估计的系统名义模型表征为正规右图符号,其最坏情况误差界具有可能的更少保守性,可利用EIV模型的先验信息和后验信息由v-gap度量量化得到.因此,这种模型集合非常适合于后期利用Vinnicombe提出的H。。回路成形法设计鲁棒控制器.最后,利用一数值仿真实例验证所提出辨识方法的有效性.

化工双输入输出时滞过程解耦PID控制器解析设计

基于常规单位反馈控制结构,针对具有时滞特性的化工双输入输出过程提出一种解耦PID控制器的解析设计新方法。该解耦PID控制器的突出优点是控制器设计过程简单直观;控制器可以实现标称系统输出间的显著解耦;系统输出分别使用相应控制器对角元素中的调节参数进行单参数整定。同时,对于实际生产过程中常见的被控过程乘性不确定性,分析了系统保持鲁棒稳定的充要条件。仿真实例验证了该方法优于其它方法。

基于非对称多变量PID神经网络的三相Z源光伏并网逆变器解耦控制研究

初步研究Z源逆变器用于光伏并网逆变系统中的强耦合和非线性问题,探索光伏阵列的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking-MPPT)和直流侧稳压统一控制的方法,采用非对称输入输出多变量PID神经网络控制,抑制直流侧电压扰动,通过三相电流跟踪解耦控制实现MPPT和单位功率因数并网。仿真实验结果表明,该控制策略能有效抑制由光伏阵列输出变化、电网波动及其他干扰对直流侧电压的扰动。

基于输入输出线性化的船舶全局直线航迹控制

针对水面船舶直线航迹控制系统的非线性数学模型,基于输入输出线性化技术,给出了一类重定义输出变量和采用该输出变量的状态反馈控制律,并得到了保证系统全局渐近稳定的充分条件．数值仿真和模拟试验结果表明,所提出的充分条件能够保证船舶航迹控制全局渐近稳定,设计的控制律具有比较理想的控制效果．

不完全驱动船舶航迹控制输入输出线性化设计

针对船舶航迹保持控制系统模型中存在的非线性 ,建立了不完全驱动水面船舶直线航迹控制系统的非线性数学模型 ;基于输入输出线性化技术 ,采用重定义输出变量思想 ,提出了一种状态反馈控制律。该控制律克服了转首角速度不能为零及重定义输出变量中组成元素的收敛性不能保证的局限 ,使得偏航船舶能够渐近镇定于直线参考航迹 ,并以实习船为例 ,利用MatlabSimulink工具箱进行了计算机仿真研究 ,并对所提出的控制器进行了验证。结果表明 ,所提出的控制器具有比较理想的控制效果和良好的瞬态性能。

多输入多输出非线性不确定系统连续高阶滑模控制

针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采用多变量非解耦形式超螺旋算法克服系统不确定性,实现鲁棒性,最终使得系统控制作用连续、滑模抖振得以大大抑制.基于二次型Lyapunov函数证明系统的有限时间稳定性.针对三阶不确定系统有限时间稳定和气垫船圆形航迹跟踪问题分别进行了仿真,验证了所提算法的有效性、鲁棒性.

同信道干扰下相关多输入多输出信道容量分析

在Rayleigh衰落环境下,研究了具有同信道干扰的多输入多输出(MIMO)信道容量问题,分析了通信用户发送端带有空间相关性的情况。假设接收端完美地知道信道状态信息而发送端不知道,基于矩阵变量分布理论,推导出MIMO信道互信息之矩生成函数的精确闭式表达式。利用该表达式进一步推导出MIMO遍历信道容量的精确表达式。用数值结果验证了分析结果的正确性,并给出各种参数对遍历信道容量的影响。

多变量系统中PID调节器的内涵及相关问题分析(二)

从教学角度出发 ,在《多变量系统中 PID调节器的内涵及相关问题分析 (一 )》的基础上 ,对有效地使被调量跟踪给定值变化的预控制装置的设计原则及其在闭环系统中的应用做了介绍。同时 ,对 PI调节器、综合输出反馈及共同作用时的基本设计原则进行了讨论。

数组的输入输出及其在程序中的应用

数组是许多高级语言中一种十分有用的数据结构,在程序设计中起着很重要的作用,因而掌握数组的正确使用是非常必要的。 一般的变量通常只能每次存放—个数据,故也称为简单变量。简单变量之间没有任何联系,彼此独立。有时在程序中需要同时处理某一组有着某种联系的数据,若引进众多的简单变量势必会使程序变得十分繁琐冗长。而若使用数组来存放这一组数则可大大简化程序的结构。 数组即由一系列数组元素组成,数组元素由数组名加上表明位置的下标构成,故亦称为下标变量,在FORTRN77程序中使用数组时,必须先对数组进行定义。

离散线性随机系统输入-输出关系的数学描述

本文研究离散线性随机系统输入一输出间的关系，证明了任何线性随机系统的输出方差与其控制输入无关，此即意味在任何意义下由方差极小化而得最优控制是不可能的。证明了输出与定义为输出偏差的集点之间的期望差依赖于控制信号的选择。基于此，得到了输出偏差极小化的最小偏差(MB)控制器。另一涉及输入一输出关系的重要概念是线性随机系统完全i-步输出可达性，给出了由输入-输出随机差分方程所描述的多变量随机系统完全i-步输出可达性的充要条件，由此又导出了捡验输出可达性的直捷方法。

考虑工作点时变特性的并网变流器全工作区间稳定性分析

现有工程运行数据显示,并网变流器(grid-connected converter,GCC)的动态特性与工作点密切相关。受新能源出力波动、负载投切等外部因素的影响,变流器工作点呈现随机时变特性。因此,分析整个工作区间中所有工作点的系统稳定性具有重要意义。传统阻抗/导纳分析方法可以有效分析GCC运行于特定工作点时的稳定性,但考虑系统所有可能工作点时则需重复分析,工作量大且难度较高。为解决这一难题,提出一种考虑工作点变量的多元建模方法。将工作点变量引入导纳模型,通过控制环路重构,建立GCC的多变量单输入单输出(single input single output,SISO)模型。所提模型直接包含工作点变量,因此可以有效分析变流器全工作区间动态特性。此外,综合考虑变流器最大传输限制和动态特性,提出一种基于安全运行域的稳定性分析方法,以实现多维工作区间中系统稳定性的直观表征。仿真和实验验证了所提多变量SISO模型和基于安全运行域的分析方法的正确性。所提模型和方法在分析电力电子装置运行极限、指导变流器设计和辅助功率器件发挥极限性能等工程场景中具有广泛应用潜力。

多变量四容水箱控制系统实验装置的设计

设计开发了多变量四容水箱控制系统实验装置,该被控对象具有多输入多输出、非线性、时滞性、耦合性等特点。装置采用超声波传感器检测液位值,直流水泵作为执行机构,采用西门子S7-300系列PLC及其AI、AO模块搭建了本地闭环控制系统。同时利用OPC技术建立了MATLAB/Simulink与PLC的通信连接,从而使用户能够在Simulink平台上设计控制策略,对液位值进行实时控制。该装置不仅解决了目前过程控制实验室缺乏复杂被控对象的瓶颈,同时借助于功能丰富的Simulink环境及其工具箱给相关的科研和教学人员提供了很好的操作平台,方便其验证和设计各种先进复杂控制算法。

潜艇空间机动的多变量滑模模糊控制

由于潜艇运动具有严重非线性、强耦合和参数时变性,将模糊控制与滑模控制相结合,以潜艇空间运动为控制对象,设计出了潜艇空间机动多变量滑模模糊控制系统,并且利用模糊系统来逼近滑模控制的非线性切换函数,有效地抑制了滑模控制的抖振现象.仿真结果表明系统稳定,鲁棒性强,对潜艇航行时所受到的各种干扰有较强的抑制作用.尤其是采用了多变量空间运动控制,与传统的航向与深度的分开控制相比,提高了对潜艇运动控制的效率和品质.

无模型SISO时滞系统的PID参数稳定域研究

针对无精确模型的单输入单输出(SISO)时滞系统,利用频率响应数据,给出确定PID参数稳定域的解析方法.首先通过继电反馈频域辨识法得到系统的频率响应数据,然后基于该数据确定控制参数的奇异边界线和非奇异边界线,并判断边界线的哪一侧具有更少的不稳定极点,从而给出能使闭环系统稳定的控制参数区域.该方法避免了模型辨识的复杂计算过程,为无模型SISO时滞系统的PID控制器设计和调节提供了一条简单有效的途径.仿真结果验证了方法的有效性。

大射电望远镜馈源指向系统轨迹跟踪免疫PID控制

新一代大射电望远镜(LT)馈源指向跟踪系统具有变结构、非线性、慢时变、大滞后、强耦合、多输入多输出的特点,根据生物免疫系统反馈机理,在分析了常规PID控制和模糊控制算法的基础上,提出了用模糊控制器自动调整免疫系统反馈规律的免疫PID控制器来实现馈源轨迹跟踪的策略.对LT馈源指向跟踪系统的数值仿真实验结果表明,当存在外界随机扰动时该控制算法不仅能满足对馈源轨迹跟踪精度的要求,而且控制系统具有较强的鲁棒性.

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。

SIMO系统辅助变量最小二乘盲辨识方法

辅助变量辨识方法是一类重要的辨识方法,然而对于盲辨识,系统输入未知,辅助矩阵的选择就成了难题。针对盲辨识领域研究最多的单输入多输出(SIMO)系统,利用辅助变量方法研究相应的盲辨识方法,其基本思想是联立其中两个子系统进行辨识,利用其他子系统的输出来构造辅助矩阵,从而提出了辅助变量最小二乘盲辨识方法,来获得系统参数估计。还给出所提算法的递推形式,并进行了收敛性分析。仿真例子验证了所提方法的有效性。

RTD-A控制器在多变量系统中的研究与应用

在Ogunnaike等提出的单变量RTD-A(Robustness,Tracking,Disturbance rejection—overall Aggres-siveness)控制器的基础上,推导出了适用于多变量系统的RTD-A控制器形式,并给出了多变量控制作用求解条件的证明.仿真结果表明,与全解耦内模PID(Internal Model Controller-PID,IMC-PID)控制器相比,推导出的多变量RTD-A控制器在设定值跟踪、克服负荷扰动上都具有优异的控制性能,有很强的鲁棒性.

基于PLC模糊自适应PID伺服控制系统

将模糊自适应PID控制与PLC控制技术相结合,利用PLC来实现模糊自适应PID控制。相对于目前PLC通过查表来实现模糊控制的方法,文章在基于模糊控制规则表的基础上,提出了运用Matlab系统仿真工具,通过Matlab中的函数evalfis()求取模糊控制器在特定输入下的输出,然后取观测值,使用函数拟合的方法,得到模糊控制器的输入输出函数关系式,最后采用PLC作为控制器来实现这一函数关系,即直接由PLC实现函数运算来代替之前的表格查询语言,从而实现对伺服电机更为快速的控制;同时,对控制系统进行相应的仿真。仿真结果表明,文章提出的用PLC实现模糊自适应控制的方法,较之经典的PID控制方法,更能够满足系统的快速性要求,在实际应用中,可以有效减少系统的响应时间,提高系统的动态性能。