基于BP神经网络的多变量PID解耦控制

基于神经网络实现智能PID控制的策略,它以经典的PID控制为基础,通过神经网络参数整定实现,进而进行自学,用于多变量系统的解耦控制。本文给出了网络的结构和算法,对一组二变量强耦合时变系统进行了仿真。通过计算机仿真证明了基于神经网络的PID控制器网络结构简单规范具有良好的自学习和自适应解耦控制能力。系统易于实现,融解耦器与控制器于一体,适用于非线性多变量系统的解耦控制。能够使解耦后的系统具有良好的动态和静态性能,特别是依据BP控制规律来确定网络连接权的初值,还具有参数快速收敛的优点。     

神经网络在解耦控制中的应用研究

针对多输入多输出耦合对象，研究基于BP神经网络的解耦控制，提出采用神经网络解耦和PID控制相结合，对系统进行解耦控制的方法，通过对两输入两输出耦合对象进行计算机仿真结果表明，解耦控制效果很好。     

双容水箱液位解耦控制系统的设计

针对双容液位系统关联和耦合问题,采用前馈补偿解耦控制完成静态解耦控制方案,并将解耦方案在计算机中通过编程实现,从而实现双容液位系统的解耦控制。实验结果表明,应用前馈补偿解耦方案控制效果良好,解决双容液位系统的相互关联及耦合,满足系统的控制要求。     

电液多变量位置系统的解耦控制

采用对角矩阵法对电液比例双阀控缸位置耦合控制系统进行解耦设计。并在实验装置中得到了实现。解耦控制中,针对结构耦合和外扰力作用,分别采用了反馈解耦和反馈全解耦方案,实验结果表明,该方法具有较好的解耦效果,且仅需采用两液压缸活塞的位移值就能实现,算法简单,易于工程应用。     

基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊PID控制策略研究

采用动力学分析方法建立了电动助力转向系统的数学模型,基于数学模型建立了电动助力转向系统的离线仿真模型。在分析经典PID控制方法基础上,提出了一种基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊PID控制方法。利用离线仿真和台架实验对所提出的控制方法进行分析,实验结果表明:与传统PID控制方法相比,所提出的多变量耦合反馈模糊PID控制方法可有效提高电动助力转向系统转向操纵的轻便性和稳定性。     

改进BP神经网络PID多变量解耦控制器的设计

针对多变量系统间的耦合问题,设计了改进的BP神经网络与PID控制器相结合的多变量解耦控制器。在将BP神经网络附加动量项的基础上,还将激活函数进行了改进。利用神经网络的自学习能力,在线调整PID控制器的三个参数,实现了多变量系统的解耦控制。用Matlab软件对一个耦合系统模型进行仿真,结果表明,改进后神经网络PID控制器优于传统神经网络PID控制器,震荡小,系统响应速度快,可以得到满意的解耦效果。     

多变量系统模糊解耦方法综述

通过对多变量系统模糊解耦方法的必要分析,介绍了一般模糊解耦、几类自适应模糊解耦等方法,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的优点与局限性。指出自适应模糊解耦更侧重于控制器的研究,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。     

多变量系统的神经网络解耦

针对神经网络开环解耦无法构造目标函数与在线训练的特点,在开环解耦的基础上,提出新的闭环解耦控制方法。它通过构造伪输出辨识被控对象参数,引进反馈误差,实现对解耦神经网络的在线训练。仿真结果表明该方法控制效果良好,具有较快的系统响应,较强的自适应性和鲁棒性。     

杆式风洞应变天平动态解耦-补偿

采用串行动态解耦-补偿网络实现多维力/力矩传感器的动态解耦-补偿,对已有的设计方法进行了改进。基于单通道加载实验数据,通过系统辨识方法设计网络的各个环节。具体针对六维杆式风洞应变天平,采用负阶跃单元加载法进行动态标定实验。对力矩加载实验数据进行预处理。采用OE模型描述串行动态解耦-补偿网络中的各个环节,通过基于预报误差的系统辨识方法确定其参数。对实验数据处理的结果表明,所设计的杆式风洞应变天平动态解耦-补偿网络能将杆式天平的维间动态耦合误差由高至88.85%降低至6%以内,主通道阶跃响应调节时间缩短至30 ms以内且超调量降低至5%以下,从而大幅度改善了杆式风洞应变天平的动态性能。     

转向缸系统反馈线性化分析与系统解耦

为解决汽车转向缸加载控制中出现的诸如强位置干扰、多通道耦合、非线性等问题,将线性系统和非线性系统理论引入系统控制器的设计中,对各通道耦合问题开展了以前馈补偿为基础的解耦控制,所设计的前馈补偿结构简单,解耦网络阶次低;针对非线性问题提出了将非线性系统精确反馈线性化与最优控制相结合的方法,设计了基于精确反馈线性化的最优控制器,该方法将复杂的非线性系统问题转化为线性系统的综合问题,采用渐近输出跟踪方法实现系统控制。仿真结果表明:采用前馈补偿解耦控制器可以有效消除耦合,但当系统存在高度非线性时,仅采用前馈补偿解耦控制不能达到高品质的性能要求,而进一步设计的基于精确反馈线性化的最优控制器考虑系统非线性时,系统能快速、准确达到预置设定。     

多变量系统解耦算法及集气管压力控制策略研究

焦炉集气管压力系统是一个强干扰、时变、多参数、严重耦合的系统,从煤气发生量变化的角度出发,把整个焦化工艺过程分成两个不同的典型工况,设计了变参数PI控制器+解耦控制器,并利用MATLAB进行仿真,仿真结果表明该方案具有理想的控制效果。     

混合煤气管道多变量系统自抗扰解耦控制

针对煤气混合蝶阀串联系统具有强耦合、不确定性、干扰因素多、非线性等特点,应用自抗扰控制（ADRC）静态解耦和扩张状态观测器（ESO）动态解耦技术,给出一种适用于煤气混合蝶阀串联系统的ADRC解耦设计方案。为提高系统的响应速度,减少计算量,控制系统去掉跟踪微分器（TD）,并且ESO和NF（非线性反馈）采用线性函数的ADRC。仿真结果表明,该控制方案不仅解耦效果优良,而且具有较好的跟踪性能和抗扰动能力。     

基于神经网络逆系统的发酵过程多变量解耦控制

发酵过程是时变、非线性、不确定的多变量耦合系统，高性能的解耦控制一直是追求的目标。将逆系统方法与神经网络相结合，提出了一种基于神经网络逆系统的发酵过程解耦控制方法。根据发酵过程的特点，给出了相应的数学模型，并证明了系统的可逆性，进一步构造神经网络逆系统并与发酵系统串联复合成伪线性系统，再设计线性闭环调节器实现高性能解耦控制。仿真结果表明，提出的解耦控制方法能够适应过程模型的不确定性和参数的时变性，具有较强的鲁棒性，克服了解析逆系统解耦控制方案依赖于过程模型和对模型参数的变化很敏感的缺点。     

气动位置系统多变量状态反馈DSP控制器的设计与实验研究

以TMS320F206型DSP数字控制器为开发平台,采用模块化结构,结合气动系统自身的特点,以位移,速度,加速度多变量状态反馈为控制策略,设计并实现了气动位置系统新型DSP控制器.实验结果表明,该系统实时性好,具有良好的动态品质和稳态性能,满足高精度气动位置伺服控制的要求.     

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制模拟与试验分析

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊是一种新型、高效的焊接方法。针对其在开环条件下焊接过程不稳定、焊缝成形差的问题,提出通过旁路送丝速度控制旁路弧长从而保证焊接过程稳定性、通过控制旁路电流调节流经母材电流的双变量解耦控制方案并进行模拟与分析。在此基础上,采用快速原型控制系统,设计双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊试验系统并进行双变量解耦控制焊接试验。结果表明,双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制方案可以有效地保证焊接过程与流经母材电流的稳定,与模拟结果基本一致;并且由于采用解耦算法,控制过程稳定性更好、响应速度更快、精度更高,并得到成形良好的焊缝,焊接过程飞溅也较小。     

重型车辆轮桥模拟加载系统的解耦控制

针对重型车辆轮桥模拟加载系统,建立了数学模型方块图,以此仿真分析了液压耦合和机械耦合对系统控制性能的影响。为了减低或消除这种耦合影响,在系统中加入特定的解耦控制元件,实现了二次调节模拟加载系统的解耦控制,使各子系统成了接近完全独立的控制系统,有效地消除了耦合的不利影响,使系统的控制性能得到了显著改善。所采用的解耦方法,为实现二次调节模拟加载试验台的解耦控制、进一步提高整个试验台的工作性能,提供了一种有效的途径。     

工程中的多变量控制系统

本文研究了工程中多变量控制系统的结构,定义了控制指令及控制变量,分析了控制系统的误差分类,讨论了串级调节策略与自适应控制策略的关系。     

机械反馈式主从机械手控制系统研究

针对恶劣作业环境下传统主从机械手控制系统存在安全性和可靠性较差的问题,研制了一种以单轴工作台和精密压力调节器为主、气动定位装置为辅的机械反馈式主从机械手控制系统。首先,研究了该系统的工作原理并给出了一个工作示例;然后,设计了一种气动定位装置,并对其进行了详细建模;其次,制备了系统的原型实验装置,并单独对气动定位装置进行了阶跃响应实验;最后,对整体系统进行了阶跃响应、重复输入响应和手动单调增加输入响应等多方面特性分析,并将观测结果与仿真结果进行了比较。结果表明:该系统的各种响应结果与仿真结果吻合较好;该系统在气管长度为20 m左右时,阶跃响应的上升响应延迟在0.2 s以内,目标位移的误差约为2.2%;系统通过改变皮带轮齿数,可以任意缩放主机位移并传递给从机,十分适用于作业速度相对较低的应用场合。     

无轴承电机的伪微分反馈控制研究

就感应型无轴承电机产生旋转与悬浮相互干扰的耦合磁场模型进行了逆系统解耦线性化,并对无轴承电机的解耦线性化系统进行了伪微分反馈控制。通过对伪微分反馈控制系统的性能分析和仿真可知,伪微分反馈控制系统具有响应速度快、控制精度高、可控性好、无超调,具有较强的鲁棒性等优点;可以避免消除启动回绕和微分突变现象,并不对被控对象的数学模型作精确的要求,一定的偏差不会给系统带来性能的影响,适用于实际的工程系统。