基于DSP恒温水浴温度复合智能控制方法

针对恒温水浴高精度温度控制要求,将基本模糊控制与仿人智能控制有机融合,并结合DSP的PWM控制,提出了一种恒温水浴温度的复合智能控制方法;当目标温度与水浴实际温度误差大时,系统采用模糊控制以减少温度超调和上升时间,当目标温度与水浴实际温度误差小于模糊控制的静态误差,系统采用仿人智能控制以减少温度控制的系统误差;将这种采用复合智能温度控制方法的恒温水浴应用于重力式毛细管粘度仪,实验表明,恒温水浴的超调量小,稳态误差≤0.05℃,优于粘度测量的国家标准。     

纳卫星主动温控系统建模与仿真

纳卫星运行于复杂空间热环境中,各种热量干扰、轨道外热流波动和舱内热源的散热都会影响整个星体的温度系统,因此制定合理的温度控制策略尤为重要.在纳卫星动态特性平衡方程基础上建立了主动热控系统模型.分别采用常规PID控制方法与模糊控制方法,对纳卫星温度控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明,PID控制能消除稳态误差,满足一定的控温要求,但超调大,过渡时间长;模糊控制则能实时跟踪纳卫星温度变化,较快地达到控温目标值,虽然无法消除静态误差,但其综合控制效果比PID要好.     

时变大滞后过程的仿人智能模糊控制

目前大滞后过程的控制问题仍然是公认的难题,并且许多被控过程都具有时变特性,即参数或结构随时间和环境的变化而改变,这更加大了控制的难度。通过深入分析仿人智能控制和模糊控制的优缺点,充分利用模糊控制不需要被控对象的数学模型、抗干扰能力强、鲁棒性好,和仿人智能控制抗滞后性强的优点,各取所长,提出了一种适合于时变大滞后过程的仿人智能模糊控制方案,并指出了其设计思路和步骤。仿真结果证明了该方案具有较好的动静态响应特性和较强的鲁棒性,为解决时变大滞后过程的控制问题提供了一种可行的方法。     

仿人智能协调控制在循环流化床锅炉燃烧控制系统中的应用

针对循环流化床锅炉燃烧系统中主蒸汽压力和床体温度的强耦合问题,提出了基于仿人智能协调控制,并在此基础上与仿人智能模糊控制相结合的解耦控制策略,并将此控制策略应用于燃烧系统进行仿真;仿真结果表明,该策略有效地解决了循环流化床锅炉燃烧系统的非线性、大滞后和强耦合问题,实现了燃烧系统中主蒸汽压力和床体温度的解耦控制,并且在施加扰动后,体现出了一定的抗干扰能力,能收到良好的控制效果。     

基于变论域模糊控制的温室环境控制系统的设计

详细介绍了基于变论域模糊控制的温室环境控制系统,以温度控制系统为例进行设计。该系统以变论域模糊控制为核心算法,用BP神经网络改变模糊控制的论域。根据误差和误差变化率选择合适的论域,不仅克服了误差过大或过小时对温室控制的影响,还解决了温室多变量难以建立数学模型和隶属度函数选择较难的问题。     

汽水板式换热过程区间串级智能控制方法

汽水板式换热过程是以蒸汽阀门开度为输入,以蒸汽流量为内环输出,以供水温度为外环输出的强非线性串级工业过程,受到室外温度和厂区热用户放水的随机干扰,导致供水温度和蒸汽流量大范围波动.本文针对处于干扰环境下的具有不确定性和强非线性串级工业过程,将前馈补偿、串级PI控制和规则推理区间补偿控制相结合,提出了由外环供水温度前馈PI控制、内环蒸汽流量PI控制的串级控制与规则推理的内外环设定值区间补偿控制组成的区间串级智能控制方法,并成功应用于某选矿厂的汽水板式换热过程,工业应用结果表明所提出的方法在室外温度和热用户放水的随机干扰下,可以将供水温度和蒸汽流量同时控制在工艺要求的范围内.     

孵化控制系统的专家模糊控制方法及其应用

孵化控制系统是一个多变量、多干扰、大滞后的复杂动态系统,将复杂的孵化控制系统分解成风门模糊控制系统、加温专家模糊控制系统和加湿专家模糊控制系统,提出一种专家模糊控制方法,该方法将专家控制方法、模糊控制方法、前馈控制方法成功应用于家禽孵化设备,实现了温度、湿度和含氧量的智能控制;系统投入运行表明,动态响应好,控制精度高,易于各种孵化的实现,从而提高了孵化率.     

基于平均功率的模糊控制及其应用

热电偶检定炉的温度控制具有大滞后、时变性等特点，常规的PID控制在温度变化较大时，参数整定困难，且调节时间过长。目前应用广泛的模糊控制可有效提高响应速度，但其稳态误差较大，为了提高稳态精度，本文提出了一种基于当前测量点之前几分钟的输出平均功率的模糊控制算法。提高了控制精度，缩短了调节时间。实验证明，这种控制方法能取得令人满意的控制效果。     

基于遗传算法优化的变论域模糊控制在厌氧消化过程的应用

面对具有较强非线性、不确定性和难以建立精确数学模型的控制对象,传统PID控制很难达到理想的控制效果,而模糊控制却是一种非常有效的智能控制方法,但是常规模糊控制精度低,超调量大,同时模糊控制规则的设计存在较强的主观性,难以把握。本文采用遗传算法优化改进的变论域模糊控制中的伸缩因子,当误差较大时,将控制作用的伸缩因子乘以一个较大系数,增加控制作用,提高系统输出,迅速减小误差;当误差较小时(本文取误差小于±0.025),将伸缩因子在原有的基础上乘一个较小的系数,减少控制作用范围,使系统输出趋于平稳,从而使控制规则分布更加合理,减少对专家知识的依赖。实验结果表明,同传统PID控制策略、常规模糊控制策略和常规变论域模糊控制策略相比,无论在动态性能方面,还是在稳态性能方面,改进的变论域模糊控制策略的控制效果均优于其他3种控制策略。     

预测模糊控制在聚合反应釜中的仿真研究

聚合反应釜温度控制系统的数学模型具有非线性、大惯性、纯滞后以及时变等特点，传统的PID控制依赖于被控对象的精确数学模型，很难达到令人满意的控制效果。模糊控制和预测控制都是对不确定系统进行控制的有效方法，而预测模糊控制作为二者相结合的产物，可进一步提高控制的效果。该文提出了将预测模糊控制运用于聚合反应釜温度控制器的设计，为聚合反应釜的控制提出了一种新算法。理论分析和基于MATLAB的仿真研究表明，该控制方法具有使系统超调量小、调整时间短、对系统参数变化和外界干扰有较强的鲁棒性等优点，是一种提高聚合反应釜温度控制效果的有效方法。     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.