基于粒子群优化模糊PID控制的水厂加氯系统

水厂加氯过程具有非线性、大时滞等特点,采用传统的PID控制方式难以实现消毒剂精准投加。因此,以某采用次氯酸钠消毒系统的水厂为例,首先通过分析该水厂加氯系统工作原理,结合工程经验和运行数据确定了加氯过程的近似数学模型。然后综合使用粒子群优化算法、模糊控制算法和PID控制算法,设计了一种粒子群优化模糊PID控制器,并利用MATLAB软件搭建了粒子群优化模糊PID控制系统和传统PID控制系统的模型进行仿真验证,结果表明:相较于传统PID控制系统,粒子群优化模糊PID控制系统的超调量减少了89.36%,调节时间减少了46.63%,其抗干扰能力也更强,系统整体控制效果有了较大提升。最后使用基于粒子群优化的模糊PID控制法对水厂加氯控制系统进行改造,试运行后发现,新系统控制效果良好,出厂水游离氯值能够稳定在设定值附近。

一类不确定切换模糊系统的记忆保成本控制

针对一类具有状态时滞和不确定性的切换模糊系统,提出了该类系统的记忆保成本控制问题。利用引入系统过去的状态信息,构造有记忆状态反馈控制器,以消除系统时滞对于系统稳定性产生的不良影响。在保证成本函数指标小于某个上界及允许的不确定性条件下,结合多Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)处理方法得到最终的充分条件,保证闭环系统能够渐近稳定;且得到满足设计的切换律的记忆状态反馈控制器增益。最后通过Simulink仿真验证了所提方法的正确性。

考虑平抑未来时刻风电波动的混合储能系统超前模糊控制策略

【目的】现有的混合储能系统控制策略难以在保持荷电状态(state of charge,SOC)处于合理范围的同时,满足未来时刻风电波动造成的混合储能系统超前充放电需求,因此提出一种考虑平抑未来时刻风电功率波动的混合储能系统超前模糊控制策略。【方法】首先,通过采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法分解得到不同类型储能设备需要平抑的风电功率;其次,根据混合储能系统SOC和功率饱和程度整定功率修正参数,对混合储能系统输出功率进行修正;再次,由风电预测算法得到前瞻周期内风电功率预测值,根据前瞻周期内风电功率波动情况和超前控制理论整定提前充放电参数,校正储能系统输出功率;最后,以某风电场的实际数据为例,通过仿真验证了所提超前模糊控制策略的有效性。【结果】提出的控制策略不仅能够降低风电并网波动越限概率,显著减少总输出功率与目标功率偏差值,而且能够使混合储能系统的SOC控制在合理范围内。【结论】该策略可以为平抑风电波动的相关研究提供有益参考。

基于小脑模型-模糊滑模控制的电力系统低频振荡控制策略研究

由于现代电力系统互联规模不断增大,柔性控制系统加入和长距离输电使得电网阻尼不断减小,运行方式的多变性不断改变系统潮流分布,极易引发低频振荡现象。针对此问题,该文提出一种基于小脑模型关节误差修正的模糊滑模附加阻尼控制策略。首先在模糊滑模控制(fuzzy sliding mode control,FSMC)的基础上,引入小脑模型关节控制(cerebellar model articulation control,CMAC)理论,构建CMAC-FSMC算法,提高滑模趋近阶段模糊逻辑对系统的补偿能力,最大程度提高系统稳定性能;其次通过构造CMAC-FSMC的调整指标与总控制率,减小控制误差,提高控制性能;最后通过线性降阶方法建立被控系统模型并确定区间振荡模态,采用几何测度法选择最佳反馈信号和安装位置,基于所提出的CMAC-FSMC方法进行广域阻尼控制器设计。通过对10机39节点系统进行仿真验证,结果表明CMAC-FSMC控制策略能够有效提高系统阻尼,显著抑制低频振荡。

基于灰色系统理论的电网工程绿色建造模糊综合评价模型

为贯彻落实绿色发展理念,提升现有电网工程绿色建造评价方法的全面性、系统性以及客观性,提出了一种基于灰色系统理论的模糊综合评价模型。通过研究影响电网工程设计、施工与交付等环节的重要绿色评价因子,构建了多层次的绿色建造评价指标体系。并基于灰色系统理论确定指标权重,建立了多层级模糊综合评价模型。同时选取电网工程案例来进行验证,证明了该模型能够科学、合理地确定各指标的权重,从而为电网工程绿色建造评价及不断优化提供了支撑。

创新生态系统视角下企业模糊前端创新效率提升路径研究--基于模糊集定性比较分析方法

基于2021年我国28个省份的新创科技型高技术企业的面板数据,从企业研究开发能力、创意生成能力两大视角,运用模糊集定性比较分析方法探索创新生态系统对企业模糊前端创新效率的影响。研究发现:单一创新生态要素不构成高模糊前端创新效率的必要条件;高模糊前端创新效率具有5种组态,能形成强化引进型、自主创新型和稳固优化型3种路径。为企业在模糊前端阶段实现突破性技术创新提供参考依据。

双缸液压驱动系统灰色预测模糊PID控制研究

为了提高双缸液压驱动系统非线性变化力的跟踪精度,使驱动力变化相对稳定,设计了灰色预测模糊比例积分微分(PID)控制器,并对驱动力跟踪效果进行仿真验证。为了对双缸液压驱动系统工作原理进行介绍,绘制了双缸液压驱动系统装置简图。针对传统PID控制器进行改进,结合模糊推理和灰色预测理论,设计出灰色模糊PID控制器,并且给出了双缸液压驱动系统控制过程。利用灰色补偿提高控制器的抗干扰能力,采用Matlab软件对双缸液压驱动系统非线性力的变化跟踪进行仿真,与改进前的控制效果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用PID控制、模糊PID控制和灰色预测模糊PID控制方法,均能提高双缸液压驱动系统力的变化跟踪精度,这3种控制器控制效果相差不大。在有干扰环境中,灰色预测模糊PID控制方法明显优于PID控制和模糊PID控制方法。双缸液压驱动系统采用灰色预测模糊PID控制方法,能够抑制外界波形的干扰,从而提高控制系统的稳定性。

基于模糊性能水准的直立锁缝屋面系统风灾易损性分析

现有结构风灾易损性研究中的性能水准大多是定义明确的,其模糊性常被忽略。为客观描述风荷载作用下直立锁缝屋面系统的实际损伤状态,在其有限元模型及传统性能水准的基础上,通过引入隶属函数,提出一种基于模糊性能水准的风灾易损性分析方法。结合具体工程算例,该文建立了考虑模糊性能水准的直立锁缝屋面系统风灾易损性曲线,并研究讨论了模糊性系数和隶属函数形式对风灾易损性的影响。结果表明:存在一个交点临界风速,当基本风速小于该临界风速时,直立锁缝屋面系统的模糊损伤概率大于等于传统损伤概率,反之小于等于传统损伤概率;同一模糊性系数下,不同形式隶属函数对传统性能水准下结构风灾易损性的影响存在明显差异;同一形式隶属函数对结构风灾易损性的影响随模糊性系数的增大而增大,其表现为模糊性能水准下的风灾易损性曲线逐渐偏离传统性能水准下的风灾易损性曲线并趋于平缓。

基于模糊综合评判的雷达对抗侦察系统效能评估研究

针对雷达对抗侦察系统效能评估涉及因素多、评估比较复杂的问题,提出4个方面16个指标的评估指标体系,利用层次分析法确定各级指标权重,建立模糊综合评价数学模型对系统进行量化评估,并通过实例进行验证。验证结果表明,该方法能够将评估过程中的定性判断进行定量化处理,得到的评价结果更加公正、客观,可用于雷达对抗侦察系统定量评估。

自适应神经模糊推理系统优化的快速上肢评估方法

传统方法对工作相关肌肉骨骼疾病风险评估的输入变量变化敏感性较低,导致风险评估输出结果的精确性和可靠性不足。为更加准确地进行人因工程风险评估,提出了基于自适应神经模糊推理系统的快速上肢评估方法(RULA)。首先,基于卷积神经网络对视频中人体工作姿势的关键点进行检测及识别,并计算关节角度;其次,基于自适应神经模糊推理系统对快速上肢评估方法进行改进,搭建工作相关肌肉骨骼疾病风险评估架构以解决评估不同姿势时获得相同评分的问题;再次,随机选取不同工作姿势的关节角度数据对网络进行训练和检测,调整基于自适应神经模糊推理系统和快速上肢评估方法的工作相关肌肉骨骼疾病风险预测模型的最佳参数;最后,选取关节角度数据集里的前15个工作姿势进行相关性验证,将结果与原始快速上肢评估方法的结果进行比较,应用树枝修剪工具的操作过程进行案例分析以实现风险得分的实时动态评估。结果表明,优化后的快速上肢评估方法比原始方法更敏感,验证了利用自适应神经模糊推理系统能够有效改进快速上肢评估方法并实时预测风险得分。

基于模糊自适应PID的汽车硅油风扇离合器性能测试系统研究

以汽车硅油风扇离合器为研究对象,结合单片机和传感器技术,开发出性能测试系统.提出模糊自适应PID动态控制算法,设计控制器控制温度,利用速度传感器检测风扇转速,对测试系统进行整体设计,给出了硬件总体设计框图,设计模拟量输入输出电路,并设计对应的软件系统.实验结果表明:测试系统升降温速率最高不超过8.5℃/min,耦合区加温速率约为2.3℃/min,分离区降温速率约为6.6℃/min,系统性能稳定,符合标准.

基于T-S模糊故障树的驱动电机冷却系统可靠性分析

车用驱动电机液压冷却系统存在故障机理不确定等问题。本文应用模糊数描述其故障概率和故障程度,建立驱动电机冷却系统的T-S模糊故障树模型,计算系统模糊可能性,分析各部件的概率重要度和关键重要度,找出影响系统可靠性的关键部件。

加热炉单片机模糊控制系统研究

随着全球工业的飞速发展,加热炉作为热处理领域中的关键设备,其控制系统的性能对生产过程的效率和质量至关重要。工业炉的应用一方面提升了工业效率,但其控制精准性也成为较大难题。单片机技术不断成熟,相关应用广泛推进,其在实时控制系统中的优越性逐渐凸显。集中关注如何设计一套高性能、智能化的加热炉单片机模糊控制系统,以提高温度控制的精度和稳定性。从单片机技术与加热炉控制交互入手,探讨自适应模糊神经网络控制方法与规则,分析系统设计及编程方法以提高加热炉控制系统的技术水平,推动工业自动化领域的创新发展。通过优化加热炉控制系统,可以在提高生产效率的同时,实现能源的有效利用,为工业制造的可持续发展贡献力量。因此,加热炉单片机模糊控制系统的设计研究具有重要的理论和实际意义。

基于模糊逻辑的光伏系统变步长P&O MPPT算法

为解决光伏发电系统中最大功率点跟踪(MPPT)关键难题,提出一种改进的扰动观察(P&O)最大功率点跟踪算法,该算法使用基于模糊逻辑的可变步长扰动观测MPPT算法(FP&O)来克服与传统P&O MPPT跟踪方法相关的无法兼顾跟踪速度和稳态精度的限制,从而改善瞬态响应并降低稳态端电压振荡。所提出的MPPT算法通过MATLAB仿真验证其有效性和可行性。仿真结果表明,基于模糊逻辑的变步长P&O MPPT算法相比传统MPPT算法兼顾了跟踪速度和稳态精度,系统响应速度更快,平均输出功率更高且功率振荡范围更小,改善了光伏系统的动、静态工作性能。

机载LiDAR和模糊推理系统在黄土高原土壤侵蚀监测中的应用

黄土高原是我国乃至全球土壤侵蚀最严重的地区之一,受限于监测技术,黄土高原土壤侵蚀的研究多集中于径流小区尺度,大规模的侵蚀研究和野外观测仍相对缺乏。机载激光雷达(LiDAR)技术的革新为高精度、大规模土壤侵蚀研究提供了新的可能。然而,该技术受复杂地形的影响会产生高程不确定性误差,导致其监测土壤侵蚀的能力缺乏深入研究。基于此,本文以我国黄土高原丘陵沟壑区典型小流域桥沟流域为研究对象,联合机载Li-DAR测量和模糊推理系统(FIS),定量分析了两期DEM求差(DoD)不确定性的空间分布,研究小流域土壤侵蚀与沉积的空间分布特征。结果表明:(1)地形形态、点云密度等对插值生成的DEM误差影响较大,地形平坦区域的DoD不确定性明显小于地形陡峭区域的DoD不确定性;(2)FIS算法通过将已知的误差源整合到一个稳定的误差模型中,减少了主观干预和人为误差,避免了在复杂的DEM表面对误差进行错误估计,提高了计算结果的准确性;(3)梁峁坡地区侵蚀产沙体积为9.21m^(3),占坡沟系统产沙体积的15.89%;沟谷坡地区侵蚀严重,侵蚀产沙体积为48.76m^(3),占坡沟系统产沙体积的84.11%,在坡沟系统的产沙中起主导作用。沟床地区主要以沉积为主,梁峁坡和沟谷坡对侵蚀产沙贡献较大,而沟床则主要为产沙沉积区。研究成果不仅为黄土高原小流域的土壤侵蚀监测技术的拓展提供了新的视角,也为实施有效的水土保持措施提供了理论依据和参考。

生态系统理论视域下老年友好型社区的构建路径——基于31个案例的模糊集定性比较分析

从理论上解构老年友好型社区的构建路径是一项重要的研究命题。老年友好型社区与生态系统理论具有内在的关联性,通过改善社区生态系统能够增进老年群体的福祉。从生态系统的宏观、中观、微观等三个层次提炼文化氛围、制度保障、社区支助、社会参与、资源禀赋、人际网络等六个前因条件,运用模糊集定性比较分析法对31个样本的老年友好型社区建设水平进行条件组合效应分析,研究发现:单一因素并不必然决定老年友好型社区建设水平,其是由多个因素共同决定的,并且各影响因素在实践中具有跨越生态系统层次、实现相互促动的特征;老年友好型社区构建包括“文化引领型”“制度主导型”“内生孵化型”“资源供给型”等四种可行性路径。各地在推动老年友好型社区建设时需要从社区生态的宏观、中观、微观等三个系统层次关注社区自有条件,通过发挥因素联动作用,把握并动态调整相关经验标准,扎实推进社区养老的实践发展。

基于模糊计算的音乐人工智能演奏系统设计

本文设计了一种基于MIDI的音乐人工智能演奏系统,其特点是根据乐谱音乐要素审美的模糊性,运用模糊计算建立了能够调整声音变化参数的演奏解释规则。该系统在人机交互的作用下,会产生符合演奏者或学习者音乐表现需要的自适应、自调整功能。系统功能通过MIDI声音调整技术、音乐感知规则生成技术、音乐审美学习技术等环节实现。基于模糊计算的音乐演奏系统克服了MIDI音乐情感表现力的局限性,将演奏算法作为一种人工学习工具融入演奏技术系统中,从一定角度建立了音乐人工智能演奏的审美表现学习模式,为音乐演奏者提供了一种从审美感知到认知的学习训练系统。

基于模糊控制技术的谷物干燥控制系统研究与设计

谷物干燥处理是粮食存储和农产品加工中一个既重要又复杂的过程。由于该过程受诸多不确定因素的影响,因此实现精准控制意义重大。介绍一种基于模糊控制技术的谷物干燥控制系统,从系统原理、结构设计、参数选择等方面进行论述,通过对谷仓内温度、湿度两个参数的调节评价模糊控制技术运行的稳定性和可靠性,取得理想的结果,为该技术的开发与推广打下良好的基础。

基于模糊识别的制冷系统故障诊断研究

【目的】解决制冷系统故障诊断中不确定性知识的表示问题。【方法】以典型的制冷压缩机为例,采用模糊识别理论方法,研究了基于压缩机振动噪声和温度信号的故障特征提取、模糊规则库构建、模糊矩阵匹配识别算法设计。【结果】仿真结果表明,该方法可以检测识别出润滑故障、制冷剂流量故障、过载故障和管路连接故障等常见故障,总体识别准确率达到80%以上,实现了对压缩机故障的有效检测和预警。【结论】相比依赖大数据的深度学习技术,该方法更可靠,更适用于对安全性和稳定性要求较高的制冷系统。应进一步扩充规则库,丰富可识别故障类型,并进行更多工程验证,以提升故障诊断与预测的效果。

北斗系统多频载波相位整周模糊度解算方法研究

研究利用LAMBDA方法来解算三频载波相位BDS系统和GPS系统整周模糊度并分析其固定精度情况。通过采用2 km、5 km、8 km、10 km和12 km五条基线进行单系统解算对比,实验结果表明,无论是BDS还是GPS,在进行单系统RTK解算中,N方向坐标偏差变化幅度较其他两个方向变化都是最大的;在进行5 km的基线解算中,BDS三个坐标方向偏差基本保持在-0.2~0.4 m之间,相对于GPS系统较好;5 km的基线解算中,GPS系统三个方向坐标偏差值基本在-0.1~0.1 m之间,较BDS系统稳定且精度高。2 km基线的时候在200历元左右GPS固定精度明显优于BDS,5 km的时候GPS在1 000历元左右模糊度固定精度明显要比BDS高,但是随着基线长度的增加,GPS系统模糊度固定精度逐渐趋近,直至小于BDS系统。