基于ANN算法的海洋平台动力定位前馈-反馈控制方法

鉴于动力定位控制策略中的前馈控制与反馈控制方法具有不同的优缺点,提出一种基于人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)算法的二阶差频波浪力前馈控制与浮体位置反馈控制相结合的动力定位前馈-反馈控制方法,通过低频波浪载荷的超前预测提前做出反应,并对实时位置信息进行反馈控制以纠正前馈信息的误差及其累积效应,从而实现前馈、反馈两种控制模式的优势互补。对某半潜式平台动力定位模式进行数值仿真,验证所提出的前馈-反馈控制方法的可行性和有效性,与单一的前馈或反馈控制相比,平台动力定位的精度和稳定性得到显著提升。

基于稳定逆的直流炉机组协调控制系统前馈-反馈控制

为改善协调控制系统在机组运行过程中的控制效果,提出了基于直流炉机组非线性模型的前馈-反馈控制方法:首先通过合理简化,建立具有一定精度且适用于控制器设计的非线性模型,再引入稳定逆理论,求取该模型的稳定逆解,利用逆系统前馈控制使得机组输出迅速达到设定值附近,最后设计具有多个输出变量的反馈控制器,以消除外界扰动引起的跟踪误差.在不同的静态工作点下完成状态扰动与设定值扰动的仿真实验,并与基于状态反馈线性化的非线性内模结构的控制效果进行了对比.结果表明:基于稳定逆的前馈-反馈控制具有良好的设定值跟随能力.

基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统设计

在前馈控制器设计思想的启发下,提出了一种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统。该控制系统首先把非线性过程近似为一个线性的ARX模型和一个基于神经模糊系统的线性化误差模型(FNNM)组成的合成模型,把线性化误差模型的输出看作可测量的"扰动",然后再引入前馈控制器,利用被控制过程的输入、误差模型的输出、线性ARX模型输出和系统输出值之间的误差以及被控制过程的合成模型的梯度信息对控制器参数进行在线调节,从而获得较好的控制结果。将提出的基于线性化误差模型的自适应控制系统用于简单不可逆放热反应的连续搅拌型化学反应器CSTR中,并与传统的PID控制器进行比较。仿真结果表明:这种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制器和PID控制器相比,能得到更快、更好的控制效果。

Smith预估控制在冷带轧机液压AGC前馈-反馈控制系统中的应用

作为消除成品厚差的重要手段,液压AGC前馈-反馈控制系统对于提高板带材的成品精度起着至关重要的作用,但是采用机架后测厚仪进行反馈滞后大,系统稳定性变差,导致控制精度降低。因此,引入Smith预估控制与前馈-反馈控制系统相结合的办法来进行控制,并以某四辊可逆冷带轧机为对象进行仿真研究,取得了良好的效果,系统的控制精度和稳定性都有所提高。

注汽锅炉蒸汽干度的模糊前馈-反馈控制

为了实现注汽锅炉蒸汽干度的高质量控制,设计了一个基于模糊逻辑的前馈-反馈干度控制系统。该系统采用基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的多步预测器对蒸汽干度进行预测,并将其预测输出作为系统反馈信号。来自水流量的前馈控制量与主回路控制量相乘,形成相乘型前馈-反馈控制以实现水火量的自动跟踪。同时在控制结构中引入非线性跟踪-微分器以增强系统的抗干扰能力。应用结果表明,该干度控制系统具有良好的控制效果。

固体氧化物燃料电池输出电压前馈-反馈控制

基于固体氧化物燃料电池(SOFC)运行参数静态值间的关系,对SOFC的定输出电压运行进行了分析,指出要实现定输出电压运行在保持输出电压恒定的同时还要使燃料利用率满足一定的约束。进一步采用前馈-反馈控制策略设计了输出电压控制器,其中前馈控制器基于运行参数静态值间的关系进行设计,其核心是利用卡当公式求解三次方程;反馈控制器为PI控制器,通过将对象模型线性化后采用频率响应法进行设计。仿真结果表明,所给的前馈-反馈控制比单一的反馈控制具有更优的动态性能,在通常的负荷变化范围内足以满足定输出电压运行的要求。

基于MFA的前馈-反馈控制在混凝投药中的应用

城市供水中的混凝投药过程是一个大惯性、大时滞、非线性、时变及干扰多的难控对象,许多先进的控制方法目前均无法真正用于实际控制。采用基于无模型自适应控制(MFA)技术,并应用在某自来水厂中试装置的待滤水浊度控制中。所进行的控制实验系统地比较了纯反馈控制、单前馈-反馈控制和双前馈-反馈控制策略的控制效果。实验结果表明,双前馈-反馈控制技术具有更好的控制性能。

内模控制在前馈-反馈控制系统中的应用

利用内模控制的优点对前馈-反馈控制进行改进，将一阶纯滞后过程作为被控对象，对其中的时滞环节进行1／Pade逼近。根据内模控制器的设计原理，得到单位反馈PID控制器的参数整定值。Matlab仿真结果表明，经过内模控制优化后，该系统的抗干扰能力和稳定性得到了改善。

基于模型预测前馈-反馈控制的斗轮机上煤系统的优化

利用电厂悬臂式斗轮机循环往复式回转取煤过程中存在重复性的特点,记录前一回转周期取煤过程中的瞬时流量、悬臂回转速度和回转角度等数据,作为当前回转周期取煤时的煤层模型预测依据并进行前馈控制,以克服大迟延环节的影响;同时针对煤层模型预测不能准确预知当前取煤过程中突发的扰动,引入反馈系统进行控制,以解决煤层塌方等引起超载的问题.多次现场运行数据分析的结果表明,与原来的上煤系统相比,采用本方法的上煤流量更均匀,上煤效率更高.

基于前馈-反馈控制的天然气分输站场控制及前馈控制率自适应方法

天然气分输站场控制系统直接影响天然气配输质量及系统的安全可靠运行,站控系统调节阀控制是关键;目前我国天然气分输站场调节阀采用的国内厂家配置的PLC控制系统大多采用三选一式的PID控制策略,在峰谷分输、大范围调节以及上游流量压力存在较大波动的情况下普遍存在控制稳定性欠佳、调节周期长的弊端;为了改进控制效果,在深入分析造成控制效果欠佳原因的基础上,提出了基于前馈-反馈控制的控制策略,并基于此前馈-反馈控制策略提出了前馈控制率自适应调整方法以适应实际过程中调节阀动态特性变化额情况;基于Stoner Pipeline Simulator软件的仿真对象进行了初步验证,仿真结果表明施加了前馈控制作用后控制稳定性和调节时间有显著优化,调节时间缩短为原来的50%以上,该方法具备在现场推广应用的前景。

合成氨渣油气化炉氧气放空前馈-反馈控制系统优化

针对合成氨两台渣油气化炉共用一套氧气放空调节系统,单炉跳车氧气系统压力控制难度大的特点,利用日本横河电机公司CS3000 R3集散控制系统,对单炉跳车情况下的氧气放空进行前馈控制,稳定氧气系统压力,确保另一台气化炉安全稳定运行,减少非计划停车。

基于自校正水泵模型的空调系统冷水泵压差前馈-反馈控制方法

在空调冷水系统运行过程中,冷水泵的运行频率需要根据实时系统工况进行调节。传统本地控制器一般使用PID反馈控制算法,基于被控变量(压差/温差)与设定值之间的偏差来调整水泵的运行频率。然而该算法的控制质量受PID参数整定准确性的影响较大。为解决该问题,提出了一种基于自校正水泵模型的空调系统冷水泵压差前馈-反馈控制方法。在被控变量和设定值出现较大偏差时,该方法可利用自校正的水泵扬程曲线与相似律快速计算出水泵应被调整至多大频率。使用某地铁站空调系统的实际运行数据作为模拟输入,对该控制方法下水泵的运行情况进行了模拟。结果显示,该方法的控制精度与基于单神经元的自适应增量式PID反馈控制基本一致,但该方法可简化对参数的整定工作,减少控制质量对参数整定的依赖。

前馈-反馈控制系统的具体分析及其MATLAB/Simulink仿真

在被控对象表现出大滞后、干扰频繁的控制系统中,为了使控制及时,且衡量控制效果的性能指标理想,控制系统中通常引入"补偿控制器"。本文在补偿控制的基本概念的基础上,结合前馈控制系统和反馈控制系统的基本原理,系统分析了前馈-反馈控制系统的实现原理及其所具备的优势。通过MATLAB/Simulink仿真,深化了对前馈-反馈控制系统的理解,并基于MATLAB/Simulink完成了PID控制器参数的工程整定,使控制系统的设计变得简单、易行。

前馈-反馈控制在硫磺回收装置反应炉中的应用

此控制方案的设计目的是控制硫磺回收反应炉燃烧反应的炉膛温度,使反应后的尾气去尾气净化单元的过程气中()体积比为0,保证本装置的最大硫回收率。

基于前馈-反馈控制的斯太尔摩风冷系统优化设计

传统的斯泰尔摩风冷系统是通过改变辊道的线速度,来改变线卷的布放密度,同时调整冷却风机的转速及佳灵装置角度来达到冷却风量的控制和分配,从而控制线材的冷却速度。由于该系统是一个开环控制系统,且环境温度对冷却速度也有非常大的影响,所以传统线材的冷却速度控制精度存在误差非常大的特点。为此,提出了一种基于前馈-反馈控制的斯泰尔摩风冷优化系统。该系统能够根据环境温度的不同以及线材实时冷却速度的变化,自动修正系统模型参数,使得线材的实际冷却速度与标准的冷却速度更加接近,从而大大提高线材的质量水平和稳定性。

欺骗攻击下奇异跳变系统状态感知事件触发H_(∞)-脉冲混杂反馈控制

本文研究了在欺骗攻击下奇异马尔可夫跳变系统的状态感知事件触发H_(∞)-脉冲混杂反馈控制问题。为了进一步权衡控制性能和通信效率,提出了一种可根据当前系统状态自适应地调整事件触发阈值的基于周期采样的模态相关状态感知事件触发机制。基于所提出的事件触发机制,建立了一种模态相关的脉冲混杂反馈控制器。通过构造脉冲时间相关和马尔可夫跳变模态相关的Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函并结合奇异值分解技术,获得了奇异马尔可夫跳变系统在欺骗攻击下的H_(∞)随机容许性准则。在线性矩阵不等式框架下实现了状态感知事件触发器和H_(∞)-脉冲混杂反馈控制器协同设计。直流电机驱动负载的仿真实例验证了本文方法的有效性。

带载启动下矿用伺服电机前馈-反馈复合控制算法仿真

矿用伺服电机在煤矿井下作业过程中,带载启动等复杂工况经常干扰其位置跟踪的准确性。为解决这一问题,搭建矿用伺服电机Simulink仿真系统,提出一种基于速度与电流前馈-反馈复合控制结构,有效提高了匀速与加减速阶段位置跟踪准确性。不同负载启动情况下矿用伺服电机位置响应仿真结果表明,重载启动时在速度与电流前馈补偿下系统位置跟踪的平均误差降低了48.6%,保证了在2倍额定负载情况下伺服电机位置跟踪的稳定性。

受扰线性离散系统的前馈-反馈最优控制

研究具有已知动态特性但未知初始条件的持续外界扰动的线性离散系统最优控制问题.给出了前馈-反馈最优控制律的存在唯一性条件,并提出了最优控制律的设计算法.通过降维扰动观测器解决了前馈-反馈最优控制律的物理不可实现问题.对近海结构物振动控制的实例仿真表明,该设计算法易于实现,在抑制外部持续扰动和鲁棒性方面优于经典的状态反馈最优控制.

受扰线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制

为研究含外界确定扰动的线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制(FFOC)问题,提出了设计FFOC的逐次逼近法.首先构造了一个其解收敛于原时滞系统的无时滞系统序列,然后将离散时滞系统的最优控制问题化为求解无时滞系统最优控制序列问题,通过截取最优控制序列解的有限项,得到系统的前馈-反馈次优控制律.仿真算例表明,该算法是有效的,且对外部确定扰动具有良好的鲁棒性.

带有持续扰动的线性系统的前馈-反馈最优控制

研究具有已知动态特性但未知初始条件的持续外界扰动作用下线性系统的前馈-反馈最优控制问题。利用求解Riccati方程和矩阵方程推导出前馈-反馈最优控制律。给出了前馈-反馈最优控制律的存在唯一性条件,并提出了最优控制律的实现算法。仿真结果表明,该方法易于实现且抑制外部持续扰动的鲁棒性优于经典反馈最优控制。