预测控制器设定值柔化因子的在线调整

预测控制中,对控制量/控制增量加权因子λ和设定值柔化因子α的调节影响到控制系统的性能.调整预测控制器中控制量/控制增量加权因子λ对调节系统上升时间和超调量的作用是相反的.而且λ影响系统矩阵的条件数,存在模型失配时,对系统鲁棒性有很大的影响.设定值柔化因子α对于系统的动态响应也有很大的影响,调整λ和α对于系统的动态响应有类似的效果.因此,为了使闭环系统具有更好的控制性能,将参数λ设计成满足系统矩阵条件数的要求,并通过在线调整α以获得满意的动态性能.仿真结果表明了该方法的有效性.     

中断技术在车流量实时检测系统中的应用

针对车流量实时检测系统具有随机性强、实时性要求高等特点,研究了合理的组织和管理系统中的各类中断,保证了车流量检测系统工作可靠。介绍了车流量实时检测系统结构．结合ARW S3C2410的中断机制特点提出对各类中断进行组织和管理的方法,并详细叙述了车流量实时检测系统的中断处理过程,给出了中断处理的流程和部分程序代码。实际应用表明,该中断处理方法满足系统实时性和可靠性要求,易于系统扩展,对类似的实时检测系统具有一定的工程参考价值。     

多模型自适应控制的分层递阶构造与覆盖性质分析

针对一类非最小相位系统,设计一种多模型自适应控制器.该控制器由固定控制器模型、常规自适应模型和可重新赋值自适应模型构成.固定控制器模型采用分层递阶结构用来减少模型集的数目,根据切换指标选出的上一层最优控制器,动态设计本层固定控制器模型实现对其参数变化范围的覆盖.该控制器采用直接自适应算法,通过加权多项式的选取,消除了稳态误差.文末对系统的覆盖性、模型数目等进行了分析.仿真结果表明当采用相同数目的模型时,其控制效果明显优于常规多模型控制器.     

钢丝绳合成过程控制系统的设计

介绍应用ＳＴＤ工业控制计算机进行钢丝绳合成过程控制的系统设计实例。该系统采用变频调速器对电机进行调速，实现了生产过程的自动化，具有操作灵活方便，生产精度高的特点。     

通讯信息约束下具有全局稳定性的分布式系统预测控制

本文针对一类由状态相互耦合的子系统组成的分布式系统, 提出了一种可以处理输入约束的保证稳定性的非 迭代协调分布式预测控制方法(distributed model predictive control, DMPC). 该方法中, 每个控制器在求解控制率时只与 其它控制器通信一次来满足系统对通信负荷限制; 同时, 通过优化全局性能指标来提高优化性能. 另外, 该方法在优化 问题中加入了一致性约束来限制关联子系统的估计状态与当前时刻更新的状态之间的偏差, 进而保证各子系统优化问 题初始可行时, 后续时刻相继可行. 在此基础上, 通过加入终端约束来保证闭环系统渐进稳定. 该方法能够在使用较少 的通信和计算负荷情况下, 提高系统优化性能. 即使对于强耦合系统同样能够保证优化问题的递推可行性和闭环系统的 渐进稳定性. 仿真结果验证了本文所提出方法的有效性.     

以学术前沿为引领，结合工程实践发展控制理论

今年是我国自动控制学科的创始人之一、中国科学院院士张钟俊先生诞辰100周年。张先生虽已离开我们20年,但他对我国自动控制和系统工程等领域做出的巨大贡献,为推动我国控制理论与自动化技术的繁荣发展做出的辛勤努力,为培养高层次科技人才和建设高水平控制学科积累的丰富经验,为我们留下了美好的记忆和宝贵的财富。在纪念张先生诞辰100周年之际,我们在此简要回顾张先生的学术生涯与贡献,重温张先生以学术前沿为引领、结合工程实践发展控制理论的研究思路和丰富实践,以此缅怀这位老一辈学科带头人,并希望对今天控制学科的创新发展有所启迪.     

超大伞裙腕臂复合绝缘子积污分布的风洞模拟

为了提高盐湖重污区接触网腕臂复合绝缘子的防污效果,降低污闪事故率,在清洁复合绝缘子的电场转折点处加装超大伞裙,以提高绝缘子防污能力和增大绝缘子的爬电距离,从源头改善绝缘子的外绝缘性能. 以工频电磁场理论和气固两相流理论为基础,采用COMSOL Multiphysics电场、流场及粒子追踪场等建立多场单相耦合的绝缘子风洞积污有限元模型. 将碰撞系数和分布系数作为绝缘子积污量的表征参数,利用数值模拟分析布置方式和环境因素对积污特性的影响. 结果表明, 在平、斜安装下,碰撞系数随风速的增大而增大,随粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;当风向为0°时,碰撞系数最小;当风速越大或粒径越大或风向为[0°, ±30°]时,布置方式对碰撞系数的影响越明显;当风速为30 m/s、粒径为15 μm时,伞裙表面的分布系数与风向的关系符合“γ”型分布. 通过加装超大伞裙,两超大伞裙间的碰撞系数及与超大伞裙相邻的单个伞裙表面的碰撞质量大大减小.     

模糊优化算法及其在视觉机器人路径规划中的应用

提出了视觉机器人路径规划的模糊满意优化方法.该算法基于预测控制滚动优化机制,将系统优化目标和受限约束通过模糊隶属度来表示,形成多目标模糊优化问题,解决了在全局环境未知情况下的优化路径问题,仿真结果验证了该方法的有效性.     

多模型加权自适应控制在中厚板层流冷却系统中的应用

在控制冷却过程中, 中厚板的层流冷却过程厚度总是含有较大的不确定性. 如果用单一的精确的数学模型进行控制, 那么当厚度发生剧烈变化时, 难以获得满意的控制效果. 本文提出了一种基于加权策略的多模型自适应控制方法. 首先根据历史数据分析钢铁企业中不同厚度中厚板的生产过程, 针对生产批次多、生产量大、历史数据丰富的中厚板, 在各厚度工作点处建立多个冷却模型, 并设计相应的PID控制器, 以实现生产批次最多的中厚板终冷温度的精确控制. 对于生产批次少、生产量小导致历史数据匮乏的中厚板, 将终冷温度的实际输出与上述建立的多个冷却模型的输出进行比较, 根据输出偏差计算出各个冷却模型的加权系数, 然后采用多PID控制器加权的自适应方法, 以提高终冷温度的控制精度. 而对于由于新生产计划的下达首次出现的新钢种、新厚度的中厚板, 利用最接近该厚度的加权系数实现初始控制、减少初始误差, 同时实时调整加权系数, 以满足控制精度的要求. 最后通过仿真研究予以验证. 该方法一方面采用PID控制器对生产批量大的中厚板在其厚度附近实现精确控制, 具有较强的鲁棒性. 另一方面, 采用多模型加权方法提高生产批量小或者从未生产过的中厚板的控制精度, 具有一定的自适应能力. 因此, 该方法针对层流冷却过程中厚度高度不确定、快时变的特点, 使控制系统同时具有较强的鲁棒性和自适应能力, 从而实现终冷温度控制精度的提高.     

加速冷却过程的模型预测控制

在中厚板加速冷却过程中, 无法检测钢板温度的动态变化, 这使得加速冷却过程的精确控制变得困难. 本文提出了一种新的控制方法, 把冷却的控制目标转化为冷却装置沿长度方向上的温度分布曲线, 采用热物理模型估计钢板在冷却装置各位置处的温度分布. 应用模型预测控制, 根据温度估计值实时优化控制变量, 使过程温度分布与目标温度分布曲线一致. 仿真结果表明, 本方法能够较好的克服冷却过程中钢板开冷温度不均匀、钢板打滑等不确定性, 提高了控制精度, 并保证钢板长度方向温度的均匀性.