SCR脱硝系统的分数阶PI^(λ)D^(μ)参数优化控制 被引量：12

1

作者 黄宇 高珊 +3 位作者 李其贤 丁鹏 王东风 申朋宇 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期122-128,共7页

为解决选择性催化还原(SCR)脱硝过程中存在的较强不确定性问题,在不改变原有控制系统的基础上,提出将分数阶PI^(λ)D^(μ)控制应用到SCR脱硝控制系统中。为获取分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器参数的最优组合,提出一种带协方差自适应矩阵自... 为解决选择性催化还原(SCR)脱硝过程中存在的较强不确定性问题,在不改变原有控制系统的基础上,提出将分数阶PI^(λ)D^(μ)控制应用到SCR脱硝控制系统中。为获取分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器参数的最优组合,提出一种带协方差自适应矩阵自适应进化策略(CMA-ES)采样器的Optuna优化算法,并用该算法对分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的参数进行寻优。结果表明:相比于传统最优PID控制方案,优化后的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器具有更好的设定值跟踪能力、抗干扰能力及鲁棒性。 展开更多

关键词 SCR脱硝 分数阶PI^(λ)D^(μ)控制 CMA-ES Optuna

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分数阶Cuk变换器的PI^(λ)D^(μ)控制研究 被引量：1

2

作者 谢玲玲 宁康智 姚浚义 《现代电子技术》 2022年第17期151-156,共6页

为了进一步提高变换器建模的精度,准确地描述其真实的动力学行为,并为变换器的优化控制提供更为准确的理论依据,基于电感和电容本质是非整数阶的事实,根据分数阶微积分理论,建立电流连续模式下Cuk变换器的分数阶模型,并采用分数阶PI^(λ... 为了进一步提高变换器建模的精度,准确地描述其真实的动力学行为,并为变换器的优化控制提供更为准确的理论依据,基于电感和电容本质是非整数阶的事实,根据分数阶微积分理论,建立电流连续模式下Cuk变换器的分数阶模型,并采用分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器进行控制。其次为了降低分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的参数整定难度,提出一种基于BP神经网络的Cuk变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制策略。最后在Matlab/Simulink仿真平台上进行仿真验证,分析了分数阶PI^(λ)D^(μ)控制的分数阶Cuk变换器的稳态、鲁棒性及动态性能,并与整数阶PID控制器作对比。实验结果表明:建立的变换器分数阶模型可以更准确地描述实际系统的真实特性;和整数阶PID控制对比,分数阶PI^(λ)D^(μ)控制系统鲁棒性更强,控制灵活性更好,进一步提升了系统的动态特性。 展开更多

关键词 分数阶模型 CUK变换器 分数阶PI^(λ)D^(μ)控制 BP神经网络 等效电路模型 闭环控制 鲁棒性

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SWATH船纵向运动的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制

3

作者 白春江 王庆武 赵健 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第3期58-62,共5页

针对小水线面双体船(SWATH)的纵向运动稳定性问题,对某SWATH船设计了一种分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器。首先,在控制器设计过程中,引入ITAE准则获得分数阶PID控制器的优化参数,并以类似方式得到优化参数的最优PID控制器。然后,以SWATH船... 针对小水线面双体船(SWATH)的纵向运动稳定性问题,对某SWATH船设计了一种分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器。首先,在控制器设计过程中,引入ITAE准则获得分数阶PID控制器的优化参数,并以类似方式得到优化参数的最优PID控制器。然后,以SWATH船为研究对象,分别采用分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器和最优PID控制器对其等效Nomoto模型和考虑风浪干扰后的模型进行仿真研究。最后,对它们的控制性能及控制能量消耗进行比对分析。通过分析发现,本文所提出的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的控制效果明显优于最优PID控制器,且分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器更为节能。 展开更多

关键词 SWATH船 纵向运动 分数阶PI^(λ)D^(μ)控制

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基于蚁狮优化算法的直流变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制 被引量：3

4

作者 肖海飞 曾国辉 +2 位作者 杜涛 黄勃 刘瑾 《电子科技》 2022年第11期29-35,共7页

为提高直流变换器输出电压的响应速度和稳定性,文中提出了一种采用蚁狮优化算法改进双有源桥型直流变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的方法。将待优化的参数看作是蚁狮个体所处的空间位置,并以双有源桥型直流变换器误差性能指标ITAE作... 为提高直流变换器输出电压的响应速度和稳定性,文中提出了一种采用蚁狮优化算法改进双有源桥型直流变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的方法。将待优化的参数看作是蚁狮个体所处的空间位置,并以双有源桥型直流变换器误差性能指标ITAE作为目标函数,采用蚁狮优化算法搜索待求分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器参数的全局最优解,进而实现对输出电压的控制优化。对传统工程经验整定整数阶PID、粒子群算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)和蚁狮优化算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)的双有源桥直流变换器输出电压性能进行仿真和实验对比。结果表明,文中所提方法可缩短调节时间,提高响应速度,增强系统抗干扰能力,证明了优化方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 直流变换器 分数阶PI^(λ)D^(μ)控制 蚁狮优化算法 参数整定 控制优化 ITAE

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高速再入飞行器分数阶PI^(λ)D^(μ)稳定域分析

5

作者 秦昌茂 王兴 雷延花 《航天控制》 CSCD 北大核心 2021年第6期14-19,26,共7页

高速飞行器再入过程中,具有参数大范围快速时变、强非线性的特性,对控制器的控制品质和稳定性提出了更高的要求。本文通过最优Oustaloup数字算法框图化实现分数阶PI^(λ)D^(μ)(Fractional-order PID,FOPID)控制器,建立高速飞行器参数... 高速飞行器再入过程中,具有参数大范围快速时变、强非线性的特性,对控制器的控制品质和稳定性提出了更高的要求。本文通过最优Oustaloup数字算法框图化实现分数阶PI^(λ)D^(μ)(Fractional-order PID,FOPID)控制器,建立高速飞行器参数时变的非线性模型,结合ITAE(Integrated Time and Absolute Error)指标利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)寻优整定分数阶PI^(λ)D^(μ)参数,然后针对选定的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器,利用D-分解法分析高速飞行器的马赫数及攻角稳定区域。最后结合跟踪微分器设计了改进的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器。仿真结果表明,分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器在具有更好的控制品质的同时可以在大范围内实现高速飞行器的稳定飞行。 展开更多

关键词 分数阶PI^(λ)D^(μ) 高速飞行器 ITAE指标 D-分解法 稳定域分析

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飞航导弹分数阶PID控制及其数字实现 被引量：24

6

作者 张邦楚 王少锋 +1 位作者 韩子鹏 李臣明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期653-656,共4页

PID控制器在飞行控制中一直处在主导地位,因此有必要对它的控制品质和鲁棒性进行改进和提高。其中一种可能是将分数阶微积分原理把传统的PID控制器的阶次推广到分数领域,引出一种新的比例、积分、微分控制器—PIλDμ,它不但适合于分数... PID控制器在飞行控制中一直处在主导地位,因此有必要对它的控制品质和鲁棒性进行改进和提高。其中一种可能是将分数阶微积分原理把传统的PID控制器的阶次推广到分数领域,引出一种新的比例、积分、微分控制器—PIλDμ,它不但适合于分数阶系统,也适用于整数阶系统,并能够取得一些优于整数阶PID控制器的效果。最后给出了分数阶PIλDμ控制器的数字实现形式,并应用于某型飞航导弹。仿真结果表明该控制器不仅能提高系统的控制品质,而且该控制器对其本身参数和系统参数的变化并不敏感,具有更灵活的结构和更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 飞航导弹 分数阶微积分 分数阶PI^ΛD^Μ控制器

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多指标约束的满意PI^λD^μ控制器设计 被引量：1

7

作者 吴婧璇 王昕 王振雷 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期357-364,共8页

当前,对于分数阶PIλDμ控制器的研究基本都集中在稳定域分析或针对单一指标的参数整定,但在实际工业应用中,控制器的设计常常需要考虑多种因素,使控制系统同时满足多个性能指标,而各个性能指标之间往往存在竞争关系,很难取得平衡。针... 当前,对于分数阶PIλDμ控制器的研究基本都集中在稳定域分析或针对单一指标的参数整定,但在实际工业应用中,控制器的设计常常需要考虑多种因素,使控制系统同时满足多个性能指标,而各个性能指标之间往往存在竞争关系,很难取得平衡。针对这个问题,本文根据满意控制思想,提出了一种多指标约束的分数阶PIλDμ控制器的设计方法,讨论了在扰动衰减H∞指标、灵敏度指标以及控制代价指标约束下PIλDμ控制器参数满意解集的求取策略,并通过仿真验证了该方法是可行有效的。 展开更多

关键词 多指标约束 满意控制 分数阶PI^λD^μ 控制器 D分割

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基于可调分数阶PI~λD~μ的无刷直流电动机转速控制器设计 被引量：2

8

作者 唐鉴 丁跃浇 陈曦 《湖南理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2019年第1期33-38,共6页

根据模糊匹配规则,利用MATLAB/Simulink软件设计了模糊可调分数阶PIλDμ控制器模型,分别与整数阶PI、分数阶PI~λD~μ控制器模型对无刷直流电动机转速控制效果进行了对比.结果表明:模糊分数阶PI~λD~μ控制器响应更快速、更精准,抗负... 根据模糊匹配规则,利用MATLAB/Simulink软件设计了模糊可调分数阶PIλDμ控制器模型,分别与整数阶PI、分数阶PI~λD~μ控制器模型对无刷直流电动机转速控制效果进行了对比.结果表明:模糊分数阶PI~λD~μ控制器响应更快速、更精准,抗负载扰动能力更强. 展开更多

关键词 模糊匹配 可调分数阶PI^λD^μ控制器 无刷直流电动机

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一种模糊自适应粒子群优化算法的分数阶PI~λD~μ控制器设计 被引量：2

9

作者 那景童 张旭秀 《大连交通大学学报》 CAS 2018年第3期115-119,共5页

针对分数阶PI~λD~μ控制器待设计参数多,整定复杂问题,采用模糊自适应粒子群优化算法(Fuzzy Adaptive Particle Swarm Optimization,FAPSO)设计分数阶PI~λD~μ控制器参数.采用模糊规则的方法对惯性权重及位置更新进行了模糊逻辑处理.... 针对分数阶PI~λD~μ控制器待设计参数多,整定复杂问题,采用模糊自适应粒子群优化算法(Fuzzy Adaptive Particle Swarm Optimization,FAPSO)设计分数阶PI~λD~μ控制器参数.采用模糊规则的方法对惯性权重及位置更新进行了模糊逻辑处理.仿真结果表明,与传统的PSO算法比较,采用FAPSO方法所设计的分数阶PI~λD~μ控制器,具有更好控制品质和更强的鲁棒性. 展开更多

关键词 分数阶PI^ΛD^Μ控制器 粒子群优化算法 惯性权重 模糊规则

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汽车非线性悬架的最优分数阶PI~λD~μ控制 被引量：4

10

作者 蓝会立 高远 周晓华 《广西科技大学学报》 2015年第4期42-48,共7页

为提高汽车乘坐舒适性和操纵稳定性，以二自由度非线性悬架系统为研究对象，以车身垂直加速度和悬架动挠度为控制量，设计非线性悬架系统的分数阶PI^λD^u控制器，通过遗传算法获取分数阶PI^λD^u控制器最优整定参数，仿真结果表明，在... 为提高汽车乘坐舒适性和操纵稳定性，以二自由度非线性悬架系统为研究对象，以车身垂直加速度和悬架动挠度为控制量，设计非线性悬架系统的分数阶PI^λD^u控制器，通过遗传算法获取分数阶PI^λD^u控制器最优整定参数，仿真结果表明，在多种行驶工况下，分数阶PI^λD^u控制比整数阶PID控制具有更加灵活的调节性能，能明显改善悬架综合性能，有效提高汽车行驶的平顺性和稳定性，为非线性主动悬架控制提供一种新方法． 展开更多

关键词 非线性悬架 分数阶PI^λD^u控制 最优控制 遗传算法

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基于分数阶LCL滤波器的风力发电网侧控制研究 被引量：5

11

作者 李啸骢 罗雪丽 +1 位作者 侯立亮 徐俊华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期383-391,共9页

为提高并网电能质量,提出采用分数阶PI(PI^(λ))控制器来实现网侧控制、采用分数阶LCL(FOLCL)滤波器进行滤波的方案。首先通过理论推导得出FOLCL滤波器能从根本上避免谐振的特性,然后建立网侧逆变系统分数阶数学模型,并推导分数阶双闭... 为提高并网电能质量,提出采用分数阶PI(PI^(λ))控制器来实现网侧控制、采用分数阶LCL(FOLCL)滤波器进行滤波的方案。首先通过理论推导得出FOLCL滤波器能从根本上避免谐振的特性,然后建立网侧逆变系统分数阶数学模型,并推导分数阶双闭环控制结构,最后在网侧引入PI^(λ)控制器并对其参数进行设计。仿真实验结果表明:FOLCL滤波器可从根本上避免谐振;所设计的FOLCL滤波器效果明显优于传统的整数阶LCL(IOLCL)滤波器;所建全分数阶逆变并网系统各项指标均明显优于传统方案。 展开更多

关键词 风力发电 逆变器 谐振 分数阶微积分 LCL滤波器 PI^(λ)控制器

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基于自适应粒子群的农机自动转向系统分数阶控制 被引量：2

12

作者 张瑶 李佩娟 +1 位作者 贾茜 刘树青 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期199-204,共6页

【目的】针对电控液压式农机自动转向系统的不稳定及响应慢等特点,提出一种分数阶PI^λD^μ控制器控制农机自动转向系统的方法.【方法】首先根据分数阶的控制原理,设计分数阶PI^λD^μ控制器,并建立控制系统的仿真模型,最后应用自适应... 【目的】针对电控液压式农机自动转向系统的不稳定及响应慢等特点,提出一种分数阶PI^λD^μ控制器控制农机自动转向系统的方法.【方法】首先根据分数阶的控制原理,设计分数阶PI^λD^μ控制器,并建立控制系统的仿真模型,最后应用自适应粒子群算法优化分数阶PI^λD^μ控制器的5个参数(kp,ki,kd,λ,μ),避免粒子群算法陷入局部最优.为验证该方法的性能,采用文献[12]的试验平台,对系统进行多种信号的仿真跟踪.【结果】在迭代5次左右模型稳定,阶跃信号跟踪实验中,上升时间是0.0125 s,超调量0.01%,稳态误差是0,优于传统PID的控制效果,正弦信号与随机信号仿真跟踪实验效果良好,模型抗扰动能力强.【结论】仿真实验表明,设计的自适应粒子群分数阶控制方法对提高农机自动转向控制系统的稳定性、快速性及精度具有重要意义. 展开更多

关键词 农机 转向控制 分数阶PI^ΛD^Μ控制器 自适应粒子群算法

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基于MATLAB GUI的分数阶控制器设计与分析平台

13

作者 李文 邓楚 +1 位作者 聂冰 赵慧敏 《大连交通大学学报》 CAS 2014年第4期110-114,共5页

建立一个基于MATLAB的分数阶PIαDβ控制器设计与分析平台,该平台主要包括分数阶微积分算子有理逼近函数生成模块和分数阶PIαDβ控制器设计模块.在该平台上可获得分数阶微积分算子最佳有理逼近表达式、频率特性曲线、零极点分布,完成... 建立一个基于MATLAB的分数阶PIαDβ控制器设计与分析平台,该平台主要包括分数阶微积分算子有理逼近函数生成模块和分数阶PIαDβ控制器设计模块.在该平台上可获得分数阶微积分算子最佳有理逼近表达式、频率特性曲线、零极点分布,完成分数阶PIαDβ控制器设计与分析.通过分数阶微积分算子有理逼近及控制器设计实例表明,该平台能够方便地实现分数阶微积分算子的有理逼近及其性能分析,交互界面友好、使用方便,为分数阶PIαDβ控制器的便捷设计提供了条件. 展开更多

关键词 MATLAB GUI 分数阶微积分算子有理逼近 PI^α D^β控制器 平台设计

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应用改进人工蜂群算法的VCRU冷凝温度PI^(λ)D^(μ)控制的数值研究

14

作者 李东升 李绍勇 阴志杰 《制冷与空调（四川）》 2022年第4期523-531,共9页

充分考虑蒸汽压缩式制冷机组(Vapor Compression Refrigerating Unit,VCRU)中的冷凝器被控对象具有结构参数时变、惯性大和时滞等特点,传统PID调节方式会导致其关键性能参数−冷凝温度T_(c)的调节时间长、稳态误差和超调量均较大的问题... 充分考虑蒸汽压缩式制冷机组(Vapor Compression Refrigerating Unit,VCRU)中的冷凝器被控对象具有结构参数时变、惯性大和时滞等特点,传统PID调节方式会导致其关键性能参数−冷凝温度T_(c)的调节时间长、稳态误差和超调量均较大的问题。对此提出冷凝温度分数阶PID(PI^(λ)D^(μ))控制策略,且设计改进人工蜂群算法(Improved Artificial Bee Colony Algorithm,IABCA)对该冷凝温度分数阶PID控制器(Fractional Order PID Controller for Condensation Temperature,CT-FOPIDC)参数进行优化整定,提升T_(c)的调节质量。首先,根据空调制冷工艺的要求和相关自动控制理论,对该冷凝温度PI^(λ)D^(μ)控制系统中的各个组成环节进行建模。其次,基于基本人工蜂群算法(Basic Artificial Bee Colony Algorithm,BABCA),对学习因子c_(1)和c_(2)进行线性变化,保持其他参数不变,重构IABCA,且将min ITAE(Integrated Time Absolute Error,绝对积分时间误差)作为其目标函数,进而对CT-FOPIDC的5个参数进行整定,得到相应的最佳参数值。最后,使用MATLAB软件,分别对IABCA和该冷凝温度PI^(λ)D^(μ)控制系统进行编程和组态。仿真结果表明该IABCA对CT-FOPIDC参数的优化整定是可行的,同时该冷凝温度PI^(λ)D^(μ)控制系统的调节品质明显优于传统PID控制系统。 展开更多

关键词 冷凝温度 分数阶PID(PI^(λ)D^(μ))控制 改进人工蜂群算法 控制器参数整定 数值模拟(仿真)

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基于分叉理论的变体飞行器稳定性分析及控制器设计 被引量：4

15

作者 吴志琪 董朝阳 贾臻 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第1期32-37,共6页

研究了变体飞行器飞行过程中稳定性边界确定及控制器设计问题。运用虚位移原理推导出变体飞行器非线性动力学模型,并进行解耦得到纵向动力学方程;将其转化为以后掠角变形率为时变参数的系统,通过分叉原理讨论变体飞行器的稳定性边界。... 研究了变体飞行器飞行过程中稳定性边界确定及控制器设计问题。运用虚位移原理推导出变体飞行器非线性动力学模型,并进行解耦得到纵向动力学方程;将其转化为以后掠角变形率为时变参数的系统,通过分叉原理讨论变体飞行器的稳定性边界。设计了一个分数阶PIλDμ稳定控制器,利用改进的粒子群算法优化控制器参数。仿真结果表明,与传统PID控制器相比,分数阶PIλDμ控制器具有更好的控制性能。 展开更多

关键词 分叉理论 稳定性分析 分数阶PI^ΛD^Μ控制器

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生物地理学优化算法在双闭环直流调速系统中的应用 被引量：1

16

作者 王华 陈伟军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2019年第5期40-45,共6页

为提高双闭环直流调速系统性能,将分数阶PI^λ控制器应用到调速系统的电流环和速度环。通过生物地理学优化算法来优化系统的参数,并与采用传统工程设计方法确定参数的整数阶PI系统和通过生物地理学优化算法确定参数的整数阶PI系统进行对... 为提高双闭环直流调速系统性能,将分数阶PI^λ控制器应用到调速系统的电流环和速度环。通过生物地理学优化算法来优化系统的参数,并与采用传统工程设计方法确定参数的整数阶PI系统和通过生物地理学优化算法确定参数的整数阶PI系统进行对比,研究了3种系统的阶跃响应和抗干扰能力。MATLAB仿真表明:采用生物地理学优化算法设计的分数阶PIλ系统具有阶跃响应上升速度快,超调量小,在负载突变情况下波动小,恢复快,抗干扰能力强的优点。 展开更多

关键词 分数阶PI^λ控制 生物地理学优化算法 双闭环直流调速系统

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