黄金分割在自适应鲁棒控制器设计中的应用

本文基于全系数自适应控制理论,介绍黄金分割自适应鲁棒控制器的设计方法及其实际应用,并从理论上证明了:在采样周期满足一定条件下,对于参数未知、线性定常或慢变的二阶对象,黄金分割自适应控制器可以保证控制系统在起动过程中的稳定性和良好的过渡特性。从而为二阶系统在初始过渡过程阶段实现自适应控制提供了理论依据。本文最后给出了仿真研究结果。

黄金分割自适应鲁棒控制器设计新方法

本文在全系数自适应控制理论基础上,给出了一种实用的黄金分割自适应鲁棒控制器的设计方法及理论分析。对于参数未知、线性定常或慢变的二阶对象,只要参数估计值在一个范围内,该控制器就能保证闭环系统稳定,且系统输出的动态性能较好。从而解决了二阶系统自适应控制在初始过渡过程阶段的实际应用问题。

超声波电机黄金分割自适应转速控制

针对超声波电机的明显非线性特征,研究适当的转速自适应控制策略。建立能够较好表述超声波电机控制特性的三阶特征模型。基于该模型,以电机驱动电压频率为控制量,设计黄金分割自适应转速控制器。根据对实验结果的分析,给出逻辑积分控制律、微分控制律等方法以进一步改善转速控制性能。实验表明了所提控制方法的有效性。

基于扰动和模型误差补偿的黄金分割自适应控制

针对刚柔耦合系统模型阶次较高和模型建立过程较为复杂的问题,采用特征建模理论来简化建模过程。在特征模型基础上,引入一种由黄金分割控制器、逻辑积分控制器和逻辑微分控制器组成的组合控制器,并且针对组合控制器参数调节较难的问题,应用广义最小方差知识对黄金分割自适应控制器参数进行优化,从而有效简化调参过程。考虑系统扰动和特征建模误差,设计一个扩张状态观测器对其进行估计并进行相应补偿。最终,实验表明该方法能够实现角度的快速跟踪,同时能够快速抑制柔性梁的振动。

基于特征模型的NCSs灰预测黄金分割控制器设计

针对网络控制系统,提出了一种基于特征模型的灰预测黄金分割控制器。首先,通过建立被控对象的二阶特征模型,以设计系统黄金分割控制器,并在反馈通道引入自适应灰预测器,根据控制系统实际输出误差值,自适应调整预测步长以提高系统控制性能;其次,详细推导了整个闭环系统的数学模型,并利用李雅普诺夫理论,推导出系统的稳定性条件,从而为网络环境下的系统控制提供了一种新思路;最后,通过仿真验证了本文所提方法的有效性与可行性。

永磁同步电机非线性黄金分割自适应转速控制

针对永磁同步电机系统复杂设计高精确度的控制器比较困难的问题,采用id=0的矢量控制策略,基于永磁同步电机的特征模型,设计一个以非线性黄金分割自适应控制为主的控制方案。通过安排过渡过程和特征模型参数的在线辨识实现了该控制方案下控制器参数的在线自适应调节。实验结果表明该控制方案不仅能够实现永磁同步电机较高精确度的转速控制,与一阶自抗扰控制、增广状态反馈控制和传统的PI控制相比,具有更加优越的暂态和稳态性能。

一类离散非线性系统反步递推黄金分割自适应控制

针对一类含参数不确定的离散时间严反馈非线性系统,提出了反步递推(Backstepping)算法与黄金分割原理相结合的新型控制策略。采用反步递推控制方法处理前n-2阶子系统,利用其结果重构余下的二阶非线性子过程,再通过黄金分割自适应算法对二阶子过程进行控制。该策略一方面解决了单纯反步递推算法在过渡阶段参数失配时,控制量剧烈波动的问题;另一方面减少了反步递推算法的计算量。给出了闭环系统有界稳定性的证明,并通过仿真实例验证了该反步递推黄金分割自适应控制方法的有效性和优越性。

使用黄金分割法的管道压力系统自适应控制（英文）

压力是工业过程控制常用参数,为了探索黄金分割自适应控制在工业过程控制中的应用技术,本文将其应用于水流管道的压力控制.利用控制实验平台,搭建了以变频调速驱动水泵的压力控制实验系统.阐述了特征建模与黄金分割自适应控制对该系统的适用性和稳定性,并通过分析确定了特征模型类型和控制算法.考虑到时延的影响,采用数字外推预测算法对管道压力误差进行处理.对控制方案进行了仿真分析,完成了与黄金分割自适应控制相关的管道压力控制实验.实验结果表明,黄金分割自适应控制能够实现管道压力的高精度控制,现场调试简单,该控制方案的优越性得到了验证.

非线性黄金分割自适应控制

针对参数未知、高阶定常线性系统和一类复杂的非线性系统 ,为设计低阶控制器 ,并能满足不同系统的过渡过程要求 ,在线性黄金分割自适应控制方法的基础上 ,本文提出了一种新的非线性黄金分割自适应控制方法。文章首先简单介绍了被控对象的特征模型 ,接着重点介绍了这种控制方法的设计原理和特点。当系统能用二阶慢时变差分方程形式的简化特征模型描述时 ,可以证明由非线性黄金分割自适应控制器组成的闭环系统是稳定的。

基于特征模型的高速列车黄金分割自适应控制

针对高速列车传统建模方法中模型参数时变、非线性、计算复杂等问题,提出了基于特征模型的高速列车黄金分割智能自适应控制方法。特征建模可以克服列车在传统建模过程中遇到的难题,将模型简化,降低模型的复杂度。利用特征建模方法,根据一般动力学模型推导建立特征模型,并采用梯度辨识算法对模型参数进行在线辨识。设计全系数黄金分割自适应控制器、PID控制器、迭代控制器,分别对列车位移、速度进行误差跟踪控制。在控制器的设计中又考虑了列车节能、乘坐舒适性等问题,并进行对比分析。仿真结果表明,黄金分割自适应控制器的控制效果更优于PID控制器和迭代控制器,也说明了特征建模方法和黄金分割自适应控制方法在列车速度、位移跟踪控制中的有效性。

基于PLC控制器的医院网络通信故障自适应监控系统

传统的医院网络通信故障监控系统未对故障警报信息进行分类,通信故障点定位不准确。为此,提出基于PLC控制器的医院网络通信故障自适应监控系统。采用BP网络对医院网络通信故障警报信息分类处理,通过人工神经网络对医院网络通信故障数据进行训练,依据BP神经网络计算动量项、速率以及抽象处理等不同的数据训练结果,对故障点定位分析。构建以UPnP技术为核心设计系统网络构架,为系统提供有力的实时数据支持,实现大数据量的远程实时在线监测。结果表明,所设计系统监控故障监控时延较短,能够实现故障精准定位,能够快速发现故障并及时报警。

基于模糊自适应PID控制器的夹具自适应控制研究

为提高夹具自适应控制的稳定性和响应速度,以电磁无心夹具为研究对象,提出一种基于模糊自适应比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)控制器的控制方法。首先构建夹具数学模型,然后结合模糊控制和PID控制的优势,构建模糊自适应PID控制器对夹具进行自适应控制,最后通过在MATLAB软件上进行仿真。结果表明,该方法实现了阶跃信号、突加负载、正弦信号输入等不同条件下的夹具控制,且具有优异的控制性能。整个控制过程中,该方法超调量为2.11%,响应时间0.08 s。相较于PID控制器、模糊控制器、自抗扰控制器、模糊滑模控制器,该方法提高了夹具自适应控制的精度和响应速度,且可用于实际夹具自适应控制中,具有一定的实际应用价值。

基于模糊滑模控制器的机械臂自适应控制研究

为提高机械臂自适应控制精度,研究了基于模糊滑模控制器的机械臂自适应控制方法。通过设计干扰观测器,可以估计机械臂动力学模型内的外界干扰值;依据外界干扰值,对机械臂进行前馈补偿控制;以前馈补偿控制力矩为基础,设计模糊滑模控制器,完成机械臂自适应控制。实验结果表明,该方法可有效自适应控制机械臂,令机械臂各关节运行轨迹精准跟踪指定轨迹,且控制后的运行轨迹平滑,无抖动现象,即该方法可提升机械臂自适应控制精度与抗干扰性。

采用黄金分割法的自适应调制无线网络跨层设计

提出一种通过最优化网络的目标误包率来降低丢包率的方法.物理层采用自适应调制编码方式,数据链路层采用有限长数据缓冲区,并改变了原有网络中固定的目标误包率值.在不同的网络参数,如网络的信噪比、功率、带宽、包到达率等条件下,考察网络的丢包率随目标误包率的变化,总结其变化规律,并根据黄金分割法寻找最佳的目标误包率,使得丢包率达到最小,即网络吞吐量达到最大.

基于深度确定性策略梯度算法的自适应核反应堆功率控制器设计

核电厂需要大量控制系统来实现系统有效控制与安全运行,其中核电站堆芯是放射性核燃料热源的关键部件,反应堆功率控制关系到核电厂运行的安全性与经济性。为解决传统PID控制器难以准确应对非线性、大功率范围的功率控制问题,本研究以某压水堆核电厂为对象推导并建立了反应堆堆芯模型,采用基于策略梯度的深度强化学习方法与PID控制器结合建立的自适应控制器进行功率控制仿真。仿真结果表明:相较于传统PID控制器,所设计的基于深度确定性策略梯度算法的自适应功率控制器,响应速度更快、控制精度与稳定性更高,同时具有较高的鲁棒性,可以准确快速地控制堆芯功率,跟踪负荷变化。

USM非线性黄金分割自适应控制仿真研究

USM(超声波电机)运行机理复杂,导致动、静态的控制非常困难。本文提出一种基于特征模型的非线性黄金分割控制方法,该方法在特征模型的前提下设计简单,一旦控制器参数整定完毕,直接可以设计到控制器,调试方便,适应性强。

深空探测应用微型化自适应算法控制器研究

深空探测应用控制系统中最为核心的是控制器的设计。通过采用先进的控制策略,能降低对控制器处理能力的需求。面对工作需求多样,工作内容复杂的深空探测应用,微型化控制器需要更加智能的算法和更加合理的控制策略来维持系统的稳定性。

基于自适应分区域麻雀算法的氢燃料电池供气系统的PID控制器设计

在外界干扰的情况下,传统的PID控制已经无法满足氢燃料电池空气供应系统的实时调节。因此,本文提出了一个自适应分区域麻雀搜索算法(APSSA)的PID控制器。首先,针对麻雀搜索算法存在易陷入局部最优、收敛速度过快导致算法精度不高等问题,提出了一种自适应分区域麻雀搜索算法。其次,设计了一种基于APSSA的PID控制器,用于整定PID参数:定义积分时间加权绝对误差(ITAE)为目标函数,按照APSSA的核心迭代步骤对Kp、Ki、Kd三个参数迭代优化,确定最佳的参数组合。最后通过一个仿真实验,将其与PSO-PID进行比较,结果表明,APSSA-PID相较PSO-PID,稳定性更强,花费的时间成本更低。

SDN控制器方位自适应评估算法

多控制器的部署虽有效缓解了软件定义网络全网资源偏好的问题,却未能兼顾节点的通信时延和载荷度,导致全网服务质量欠佳。针对该服务质量问题,构思一种具有全局普适性的软件定义网络控制器方位自适应评估算法。该算法在充分发挥聚类优势的基础上建立服务质量级约束模型实施方位评估机制,并通过遍历游离节点进一步加强交换机和权属控制器的属性管理。为避免因资源偏好导致控制器响应迟滞,引入载荷度监测机制均衡全网控制器载荷的同时最小化子网域内节点对的通信时延代价。测试数据表明,所构思的算法在多个服务质量考查指标中均表现出了相对优势。