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明渠广义积分时滞模型关键参数计算及验证
1
作者 朱哲立 雷静 +1 位作者 吴永妍 管光华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期155-163,共9页
通过考虑灌溉明渠沿线多分水扰动的时滞效应,已有研究对积分时滞(integrator delay,ID)模型进行修正,提出了广义积分时滞(generalized integrator delay,GID)模型,但未给出该模型关键参数(即“分水口最适用点”位置)的计算方法。该研究... 通过考虑灌溉明渠沿线多分水扰动的时滞效应,已有研究对积分时滞(integrator delay,ID)模型进行修正,提出了广义积分时滞(generalized integrator delay,GID)模型,但未给出该模型关键参数(即“分水口最适用点”位置)的计算方法。该研究以4种典型明渠为测试对象,在多工况下探究分水口位置与ID模型水位预测精度的关系,揭示了ID模型的适用条件,并提出了“分水口最适用点”位置的经验计算式。然后分别基于ID模型和GID模型进行模型预测控制器设计,以美国土木工程师协会提出的经典算例为控制对象进行控制性能检验。结果表明,基于GID模型的先进控制器性能改善显著,系统水位控制稳定性提高42.0%~52.7%,水位震荡改善31.2%~40.4%,水位超调降低28.1%~33.2%,意味着向灌溉明渠沿程用户输水更加精确、平稳。GID模型精度高、使用简便且控制性能提升明显,且无额外参数辨识负担。在精准灌溉方面展现出较强潜力。研究可为应用GID模型进行灌溉明渠控制建模提供指导。 展开更多
关键词 灌溉 明渠 分水口 自动化 积分时滞模型 精准灌溉
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锅炉汽包水位的积分时滞型自抗扰控制
2
作者 孙明 徐文鑫 +1 位作者 邹浓茂 赵吉兴 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6874-6885,I0022,共13页
在能源绿色低碳转型过程中,火电机组承担着大量的调峰调频任务来平抑新能源电力规模化并网带来的波动,这给现役亚临界机组汽包水位的稳定控制带来巨大挑战。针对汽包水位这类非自衡过程,提出一种积分时滞型自抗扰控制策略。首先,将被控... 在能源绿色低碳转型过程中,火电机组承担着大量的调峰调频任务来平抑新能源电力规模化并网带来的波动,这给现役亚临界机组汽包水位的稳定控制带来巨大挑战。针对汽包水位这类非自衡过程,提出一种积分时滞型自抗扰控制策略。首先,将被控对象近似成积分加时滞的标称模型,然后,引入控制量时延环节以使扩张状态观测器的两个输入信号相位近似同步,最后,采用双轨迹法求解出积分时滞型自抗扰控制器的控制参数稳定域。仿真算例表明,对比其他几种典型控制算法,所提控制方法在设定值跟踪、抑制干扰以及鲁棒性等方面具有更为优良的性能。进一步,基于某600 MW亚临界燃煤机组进行给水系统的实验结果也表明,在机组稳定工况和大范围变工况两种条件下,积分时滞型自抗扰控制品质满足电力行业标准的指标要求,且相比原始的串级三冲量比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制策略水位偏差更小,定负荷时偏差≤1.5 mm,变负荷时偏差≤2.1 mm,展现了所提控制策略在机组深度调峰和性能优化等方面的良好应用前景。 展开更多
关键词 锅炉汽包水位 非自平衡过程 积分时滞模型 自抗扰控制 稳定域
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基于水动力学、水量平衡与积分时滞模型的坝上水位预测适用性分析
3
作者 罗玮 谢新文 +3 位作者 龙岩 雷晓辉 郑钧 张有胜 《南水北调与水利科技(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S2期92-98,共7页
针对径流式电站,水位运行区间小,水位波动大等特点,准确预测坝上水位对防洪、发电及生态管理至关重要。基于水动力学模型、水量平衡和自适应积分时滞模型对坝上水位进行对比分析,探讨各模型的适用性及优势。水动力学模型基于圣维南方程... 针对径流式电站,水位运行区间小,水位波动大等特点,准确预测坝上水位对防洪、发电及生态管理至关重要。基于水动力学模型、水量平衡和自适应积分时滞模型对坝上水位进行对比分析,探讨各模型的适用性及优势。水动力学模型基于圣维南方程,能够精确预测水库水位的动态变化,具有较高的精度,但建模复杂,要求较高。水量平衡模型简化了质量守恒原理,在实际工程中具有很大局限性,但在预测步长较大时明显优于其他模型。自适应积分时滞模型,在不同工况下通过调整参数来反映系统的滞后响应,不依赖历史数据,预测精度较高但其也具有适用工况较窄的特点。各模型在不同应用场景中具有独特的优势,本文在为水库管理实践提供有价值的参考。 展开更多
关键词 积分时滞模型 水动力模型 水量平衡 坝上水位 深溪沟电站
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一阶时滞对象的最优内模PID控制 被引量：2
4
作者 王浩坤 尚群立 《机电工程》 CAS 2008年第1期14-17,共4页
针对使用传统PID参数整定方法难以获得最优性能的问题,介绍了一种基于内模控制的PID控制器设计方法,使用蚁群优化方法对其中的参数进行优化,使系统达到某一最优性能指标。另外介绍了一种高阶模型的降阶方法,该方法计算简单并具有较高的... 针对使用传统PID参数整定方法难以获得最优性能的问题,介绍了一种基于内模控制的PID控制器设计方法,使用蚁群优化方法对其中的参数进行优化,使系统达到某一最优性能指标。另外介绍了一种高阶模型的降阶方法,该方法计算简单并具有较高的精度。最后同其他著名的整定方法进行了比较,结果显示该方法有较大的灵活性,在某一性能指标下可使系统获得最优或接近最优的性能。Matlab仿真研究表明了该方法是有效、可行的。 展开更多
关键词 比例积分微分 内模控制 蚁群优化 模型降阶 一阶时滞对象
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基于T-S模型的非线性时滞系统的模糊控制 被引量：4
5
作者 齐淑楠 周坤 黄天民 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第6期1187-1191,共5页
研究了(Takagi-Sugeno,T-S)模糊模型描述的非线性时滞系统的稳定性分析和控制器设计问题。首先,选取一个新的积分不等式用以处理求导Lyapunov-Krasovskii泛函所得的积分项,进而提出了保守性较小的时滞依赖稳定性条件。其次,结合Finsler... 研究了(Takagi-Sugeno,T-S)模糊模型描述的非线性时滞系统的稳定性分析和控制器设计问题。首先,选取一个新的积分不等式用以处理求导Lyapunov-Krasovskii泛函所得的积分项,进而提出了保守性较小的时滞依赖稳定性条件。其次,结合Finsler引理,以线性矩阵不等式(LMIs)形式给出了基于并行分布补偿(PDC)技术的模糊状态反馈控制器设计策略。最后,给出2个仿真实例用以证明给出的稳定性分析和控制策略的有效性。 展开更多
关键词 TAKAGI-SUGENO (T-S)模糊模型 时滞系统 积分不等式 并行分布补偿(PDC)
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渠系优化配水与运行控制耦合模型研究
6
作者 康叶 王力 +1 位作者 王逸凡 杨芸 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第10期113-120,128,共9页
传统的灌区水资源分配和控制方法往往偏重单一模型,忽视了节制闸与分水闸之间的复杂耦合关系,难以全面解决实际灌区中的多场景需求。针对这一不足,提出了一个结合配水与控制的耦合模型,能够适用于多场景的分水计划。模型首先预设配水方... 传统的灌区水资源分配和控制方法往往偏重单一模型,忽视了节制闸与分水闸之间的复杂耦合关系,难以全面解决实际灌区中的多场景需求。针对这一不足,提出了一个结合配水与控制的耦合模型,能够适用于多场景的分水计划。模型首先预设配水方案,并依据积分时滞(ID)模型中均匀流区与回水区的水力特性,结合分水口位置进行动态调整和优化,直至确定节制闸与分水闸的调度策略与目标水位相互匹配。模型选取多项配水指标和控制指标,对不同场景下的方案进行综合评价。将模型应用于簸箕李灌区的验证结果表明,通过线性二次型(LQR)控制方法,可有效降低闸门调节的频率和幅度,提升渠道运行的稳定性与安全性。该模型为灌区的供配水管理提供了新的思路,不仅优化了灌区供水的分配效率,还大幅提高了管理水平。 展开更多
关键词 灌区渠系 运行控制 渠系优化配水 耦合模型 积分时滞(id)模型 LQR控制算法
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混沌时间序列局域预测模型及其应用 被引量：7
7
作者 丁涛 周惠成 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期445-448,共4页
为了确定滞时、嵌入维数和最邻近点数这3个混沌时间序列局域预测模型参数,首先利用关联积分法确定滞时和嵌入维数,重构混沌时间序列的相空间;而后在此基础上,提出了一种新的预测模型——加权动态局域预测模型.该模型综合考虑了广义自由... 为了确定滞时、嵌入维数和最邻近点数这3个混沌时间序列局域预测模型参数,首先利用关联积分法确定滞时和嵌入维数,重构混沌时间序列的相空间;而后在此基础上,提出了一种新的预测模型——加权动态局域预测模型.该模型综合考虑了广义自由度和邻近点权重,给出了确定最优邻域的判定指标.实际水文系统的计算分析表明,加权动态局域预测模型具有较高的预测精度,是一种有效的用于混沌水文时间序列的预测模型. 展开更多
关键词 混沌时间序列 关联积分 滞时 嵌入维数 加权动态局域预测模型
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前提不匹配的模糊时滞系统的稳定与控制 被引量：4
8
作者 周坤 黄天民 齐淑楠 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第4期244-249,共6页
研究了基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型描述的非线性时滞系统的稳定性与控制问题。选择一个最近提出的基于自由权矩阵的积分不等式,以线性矩阵不等式(LMIs)形式给出了保守性较小的时滞依赖的稳定性准则。基于前提不匹配策略,结合Finsle... 研究了基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型描述的非线性时滞系统的稳定性与控制问题。选择一个最近提出的基于自由权矩阵的积分不等式,以线性矩阵不等式(LMIs)形式给出了保守性较小的时滞依赖的稳定性准则。基于前提不匹配策略,结合Finsler引理,提出了更为灵活的模糊状态反馈控制器的设计方法,该方法不要求控制器和系统分享共同的前提隶属函数和规则数目。最后,给出两个仿真算例,证明了所提理论的先进性和有效性。 展开更多
关键词 Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型 非线性时滞系统 基于自由权矩阵的积分不等式 前提不匹配 Finsler引理
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一种基于Pade近似的频域辨识与频域模型降阶新方法 被引量：15
9
作者 王学雷 邵惠鹤 等 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期54-58,共5页
研究了基于积分最小二乘指标的SISO时滞系统频域辨识与频域模型降阶问题 .通过采用Pade近似 ,将积分最小二乘指标推广到可以处理时滞系统的情形 .深入分析了Pade近似所引入误差 ,揭示了采用Pade近似的可行性与有效性 .所提出的方法能够... 研究了基于积分最小二乘指标的SISO时滞系统频域辨识与频域模型降阶问题 .通过采用Pade近似 ,将积分最小二乘指标推广到可以处理时滞系统的情形 .深入分析了Pade近似所引入误差 ,揭示了采用Pade近似的可行性与有效性 .所提出的方法能够用最小二乘类算法高效求解 ,无须困难的非线性优化 . 展开更多
关键词 Pade近视 频域辨识 频域模型 降阶 时滞系统 模型降阶 积分最小二乘指标 最小二乘法
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基于线性二次型的多级联输水渠道最优控制 被引量：21
10
作者 王忠静 郑志磊 +1 位作者 徐国印 蒋光昱 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期383-389,共7页
灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计... 灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。 展开更多
关键词 水联网 多级联渠道自动控制 积分时滞模型 离散状态空间方程 线性二次型最优控制
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