Fuzzy-Smith控制器在pH值控制中的应用

针对油田污水pH处理系统具有的大惯性、纯滞后、非线性等特点,文章采用模糊控制和Sm ith预估控制相结合的控制方法。仿真结果表明此种控制方法动态性能良好,且具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。

基于Fuzzy-Smith控制器的营养液pH值调控系统研究

pH值的控制是水肥一体化营养液循环控制系统的重要环节,水肥控制过程中pH值在最优控制范围内有利于根系的发育以及多数矿物质的吸收。营养液调控过程中,由于循环管路以及酸液的缓慢扩散,使得pH值调节过程存在很大的时滞,传统PID难以取得良好效果。本研究根据被控对象特点,建立了描述该过程的数学模型,设计开发了一套具有二次混肥特性的以MSP430单片机为主控的营养液pH值控制系统。由于参数自整定模糊PID不需要精确数学模型以及Smith预估可对纯滞后进行补偿的特点,开发的系统将参数自整定模糊PID控制引入Smith预估当中,既缓解了滞后时间对控制系统的影响,又对模型的不精确性进行了补偿。为了验证该算法以及系统的有效性和优越性,分别对PID、Fuzzy-Smith控制算法进行仿真测试,同时在不同灌溉量下进行性能试验。试验结果表明,在不同灌溉量下Fuzzy-Smith控制算法pH值的平均最大超调量为0.83%,营养液pH值从8.0调节为6.0的平均时间为157 s,优于常规PID控制的2.55%和189 s。

Fuzzy-Smith控制器在蒸汽煅烧炉温控中应用

重碱蒸汽煅烧炉是纯碱生产过程中用于煅烧重碱的一大型工业设备,目前对重碱蒸汽煅烧炉的控制仍是采用人工经验的方法进行的,控制效果不理想。本文将模糊控制和Smith预估控制相结合,针对煅烧炉本身具有的大惯性、纯滞后、非线性等特点提出一种新的控制方法,通过仿真研究,结果表明新的控制方法具有很好的快速性和很小的超调量。

Fuzzy-Smith控制器在烧结制粒湿度控制中的研究

针对烧结制粒湿度控制系统具有纯滞后、模型参数时变的特性,在常规史密斯控制的基础上,结合模糊控制理论,设计了Fuzzy-Smith控制器.该算法利用Smith预估控制克服系统纯滞后的影响,利用模糊控制对模型参数要求的不精确性和不适应性.仿真结构表明,该控制算法具有较强的鲁棒性、有效地抑制了大纯滞后、时变的影响,对参数变化具有很强的适应性,对烧结制粒湿度控制能取得良好的控制效果.

用Fuzzy-Smith控制策略实现单元机组调节

针对单元机组协调控制对象的非线性、时变和纯迟延的特点,在Smith预测控制的基础上引入了模糊自整定方案,提出了一种单元机组协调控制设计的方法。对某500MW单元机组进行仿真试验,结果表明:这种新的控制方案不仅具有满意的控制性能,而且具有较强鲁棒性和抗干扰性能,它显著提高了协调控制系统在机组负荷工况变化时的适应性和控制品质。

Fuzzy-smith控制器在温度控制中的应用

废纸制浆过程中,由于加热过程存在滞后、蒸汽压力波动和进浆浓度的变化热分散使得温度控制效果受到影响。针对热分散系统的温度控制具有纯滞后和模型不确定的特性,提出了改进型Fuzzy-smith控制策略。仿真研究表明,该方案不仅能够进一步克服纯滞后,而且具有较强的鲁棒性和较高的控制精度,在模型失配时亦能表现出良好的稳定性和鲁棒性。通过在某纸厂实际应用,取得了良好的控制效果。

时滞系统Fuzzy-Smith控制的仿真研究

针对时滞对象,把Smith预估控制原理和模糊控制器结合起来,即在Smith预估控制系统中控制器采用模糊控制器.仿真结果表明,所采用的方法能有效克服普通模糊控制算法不适应时滞系统控制和常规Smith预估控制算法过分依赖模型精度的缺陷,提高普通模糊控制器对时滞系统的控制能力,同时该算法具有很强的鲁棒性和良好的控制品质.

基于MATLAB的Fuzzy-Smith控制器设计及仿真

本文针对大时滞、非线性、时变的控制对象,设计了一种Fuzzy-Smith控制器,把Smith补偿控制原理和模糊控制方法结合起来,利用Smith预估器对模糊控制进行有效的补偿,使二者的结合对于大时滞系统的控制可以达到优势互补。仿真研究结果表明,该方案具有很强的鲁棒性,能够提高系统的控制品质。本文所设计的Fuzzy-Smith控制器能够应用于温控仪表等工业过程控制对象中。

Fuzzy-Smith控制器对漂白温度控制的研究

针对漂白温度控制系统具有纯滞后、模型参数不稳定的特点,在传统的史密斯控制的基础上,结合模糊控制方法,设计了Fuzzy-Smith控制器。该方法利用了Smith预估控制来克服系统纯滞后的特点,也利用了模糊控制对模型参数要求不精确的特性。仿真结果表明:该控制算法具有很强的鲁棒性,有效地抑制了大滞后的影响,对参数变化具有很强的适应性,能够较好地实现对漂白温度的控制。

一种Fuzzy-Smith控制器的设计

针对具有大时滞环节的被控对象难以实现优化控制的问题,设计了一种Fuzzy-Smith控制器.该控制器可充分发挥Smith预估器和模糊控制器的优势,利用模糊控制对参数变化不敏感和鲁棒性强的特点,借助Smith预估器对模糊控制进行有效补偿,以实现对大时滞系统的优化控制.以二阶纯滞后环节为对象进行了仿真分析.仿真研究结果表明:该控制器对大滞后被控对象有较好的补偿作用,对被控对象参数的变化有较强的适应能力,改进的Fuzzy-Smith控制器具有较强的鲁棒性和良好的控制品质.

含风光出力随机性的独立微电网二次频率控制

针对风、光发电随机性的问题,提出一种考虑新能源减载参与二次调频的模型预测控制方法。建立包含随机功率扰动的扩展状态矩阵,采用卡尔曼滤波估算随机未知扰动;依据风、光最大可用功率,建立实时变约束,避免机组功率越限;设置合理的权重系数,优先风、光发电出力参与二次调频;通过求解变约束二次规划问题,获得各个机组的优化调频功率。最后,建立含多个光伏、风电的微电网模型,在不同场景下与常规二次调频方法进行对比仿真。仿真结果表明,所提方法能提高系统频率恢复速度,减小系统频率波动,尤其在风、光发电剧烈波动场景下。

基于简化有限集模型预测电流控制的五相PMSM统一容错控制

在五相永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)中,有限集模型预测容错控制(finite control set model predictive fault tolerant control,FCS-MPFTC)存在计算量大、电流谐波含量高等问题。因此,该文提出一种简化FCS-MPFTC来实现相开路和短路故障情况下的统一容错控制。首先,将模型预测电流控制的电流代价函数等效转化为电压代价函数,并采用无差拍方法通过电流模型计算出参考电压。然后,基于抑制三次谐波电流为0的原则合成虚拟电压矢量(virtual voltage vector,V^(3));通过重构V^(3)和扇区,以直接获得参考电压矢量对应的最优电压矢量。最后,对传统和简化FCS-MPFTC在开路和短路故障下进行对比实验。结果表明,所提策略能够有效减小故障后计算量、转矩脉动以及电流谐波含量。

饮酒和体力活动对社区2型糖尿病患者血糖控制的影响

目的:了解饮酒和体力活动与南京市社区糖尿病患者血糖控制之间的关系。方法:采用多阶段分层整群抽样方法,随机抽取南京市5个区5663名18岁以上社区糖尿病患者作为研究对象,采用多因素Logistic回归分析饮酒和体力活动对糖尿病患者血糖控制的联合作用。结果:5663名糖尿病患者空腹血糖控制率为39.8%(95%CI:38.5%~41.1%),调整年龄、性别、规律服药、职业、受教育水平、体质量指数(BMI)、高血压、糖尿病家族史和吸烟后,过量饮酒患者空腹血糖控制率是不饮酒/适量者的0.73倍(95%CI:0.64~0.83,P<0.001)。与不饮酒/适量且体力活动充足者相比,过量饮酒且体力活动充足者的空腹血糖控制率为其0.76倍(95%CI:0.66~0.87,P<0.001),过量饮酒且体力活动不足者为其0.58倍(95%CI:0.41~0.84,P=0.003)。结论:饮酒和体力活动对血糖控制存在联合作用,过量饮酒者如体力活动不足会进一步降低其血糖控制率。

基于微积分控制的智能灌溉动态监控系统设计

为了解决当前农田灌溉水肥配比不均匀、不精确的问题,借助微积分控制原理,设计了智能灌溉动态监控系统。系统分为监测部分和控制部分,监测部分加载了显示软件、监控软件、MySQL数据库、水肥浓度控制算法的工业计算机,控制部分是指嵌入式控制器及其外围电路。整个系统的工作过程为:用户设置灌溉施肥参数,监测部分通过TCP通信将灌溉指令发送给嵌入式控制器,控制器收到指令后,启动变频器和增压泵,由此打开水肥一体机的电动球阀,开始灌溉作业;与此同时,EC传感器、pH传感器、管道压力传感器、流量计实时采集灌溉过程中水肥溶液的相关参数,并发送给嵌入式控制器;由控制器将数据发送给监测部分,监测部分将采集的数据与设定阈值进行对比,如不满足误差,则启动水肥浓度控制模块,输出调节电动球阀的开合度的指令,从而调整水肥浓度,满足灌溉需求。

父母心理控制与青少年外化问题行为的关系:意志控制和越轨同伴交往的链式中介作用

本研究以生态系统理论和选择理论为基础,考察意志控制、越轨同伴交往在父母心理控制和外化问题行为关系中的链式中介效应。研究使用父母心理控制问卷、意志控制问卷、越轨同伴交往问卷和外化问题行为问卷对1053名中学生进行了调查。结果显示:在控制了人口学变量(性别、年龄以及家庭经济社会地位)后,(1)越轨同伴交往在父母心理控制与青少年外化问题行为之间的中介作用显著;(2)意志控制在父母心理控制与青少年外化问题行为间的中介作用不显著;(3)意志控制和越轨同伴交往在父母心理控制与青少年问题行为之间的链式中介作用显著;(4)中介效应在男女生中呈现相似的显著性模式、在不同学段中不存在显著差异。这些结果对于青少年外化问题的预防与干预提供了一定的启示。

考虑光储协调的配电网多阶段就地-分布式电压控制策略

针对高渗透率光伏并网点附近线路的电压越限问题,基于对含分布式电源配电网的功率调压原理的分析,提出了考虑光储协调的多阶段电压控制方法。采用切比雪夫多项式滤波方法改进基于一致性原理迭代的分布式控制方式,有效加快了分布式控制的收敛速度;提出了多阶段就地-分布式电压控制策略,包括光伏逆变器就地无功补偿的阶段Ⅰ调压、全网光伏逆变器分布式无功调节的阶段Ⅱ调压、全网储能一致性分布式有功调节的阶段Ⅲ调压。以改进的某实际55节点中压配电系统为算例进行仿真,验证了所提多阶段就地-分布式电压控制策略的有效性和优越性。

跨临界CO_(2)循环系统控制优化策略的研究进展

控制策略作为跨临界CO_(2)循环系统的重要组成部分,是保证系统高效节能运行的关键。介绍了系统最优排气压力经验计算和泊金汉π定理的反馈控制、基于梯度追踪和极值寻优的实时在线控制以及基于神经网络的预测控制等,详细分析了系统控制策略的发展历程和未来发展趋势,并总结如下:离线控制建立简单、成本低,但易受到环境因素和系统部件变化的影响而导致控制性能降低;实时在线控制策略可以实时追踪系统最大能源效率对应的排气压力,但由于寻优过程费时较长,导致控制系统的收敛时间过长;模型预测控制系统可以实现实时优化和快速收敛,有着良好的发展前景。结合新能源汽车、建筑供暖、轨道交通、商超冷藏、军工等实际场景对跨临界CO_(2)循环系统控制策略的应用特点和未来发展趋势进行分析,进一步说明了提高控制策略的适用性是未来研究的重要方向,并分析将广义预测控制、强化学习等具有自适应属性的方法应用于跨临界CO_(2)循环系统控制策略的可行性,同时探讨了开发适用于大规模循环系统和储能系统控制策略在我国“双碳”背景下的重要意义。

基于模糊快速滑模的农用牵引车辆直线路径跟踪控制

为解决无人驾驶牵引式农机在非结构化环境中作业时直线跟踪精度低、上线速度慢、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于模糊快速滑模控制的农用牵引式车辆直线路径跟踪控制方法。首先利用车辆运动学模型与参考路径建立牵引车辆直线路径跟踪误差模型,并提出一种基于模糊参数整定的快速滑模直线路径跟踪方法,解决了滑模控制算法的控制器抖振与机具快速上线问题。通过Lyapunov稳定性分析可知,所设计控制方法可保证牵引机具跟踪参考路径,同时铰接角收敛至零。最后,基于Simulink仿真与实车试验对该控制方法的有效性与优越性进行测试。田间实车试验表明,使用本文控制方法时,拖车和挂车最大路径跟踪横向误差分别为0.11、0.12 m,拖车和挂车跟踪误差方差分别为0.0013、0.0015 m^(2);相较于传统基于等速趋近律设计的滑模控制器,上线时间提升约58%,最大跟踪误差减小约66%。

可再生能源高渗透下时滞孤岛微电网的负荷频率控制

针对孤岛微电网系统中大规模接入可再生能源导致的低惯性和开放通信网络中通信延迟对系统稳定运行造成的不可忽略的影响,该文研究变时滞影响下低惯性孤岛微电网系统的负荷频率控制问题。首先,提出一种引入虚拟惯性控制的时滞微电网分层频率控制模型;然后构造一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,它包括时滞乘积项和增广的s-dependent积分项。进而,选取复合松弛积分不等式、二次函数不等式和凸组合等方法与所构造泛函有效配合,得到保守性更低的稳定性判据。最后,通过不同场景的仿真分析验证所提方法在提高孤岛微电网时滞稳定裕度和系统动态性能方面具有更好的效果,并分析了时滞稳定裕度与控制器参数、非线性负载扰动之间的关系。

基于模糊控制的上肢康复机器人变导纳控制

传统固定参数的导纳模型无法对上肢康复机器人的柔顺性实时调节,而现有变参数导纳模型需要结合实际康复需求进行改善。为此,以自主研发的串并混联的末端牵引式上肢康复机器人为研究对象,结合模糊控制与导纳控制,提出了一种面向实际康复需求的新型变导纳控制策略,制定了4条有利于康复效率与安全的模糊规则。该策略利用交互力误差及其变化率作为模糊控制输入,实时改变导纳模型的参数,实现柔顺性自主调节。仿真和实验结果验证了所提出的变导纳模型控制策略可行性和所制定的4条模糊规则的有效性。在患者可适应训练强度的场景中,相较于固定导纳模型,变导纳模型追踪给定路径时产生的冗余路径最多可降低56.13%,提高了康复训练效率;当康复运动超出患者可承受范围时,变导纳模型可提前0.5 s改变追踪路径,提高了康复的安全性。