气动肌肉驱动的髋关节康复训练装置隐式广义预测控制 被引量：1

1

作者 何凡 李笑 +1 位作者 夏虹 关婷 《机床与液压》 北大核心 2011年第17期22-25,29,共5页

针对气动肌肉驱动的髋关节康复训练装置存在时延、非线性和时变特性,设计基于参数模型的隐式广义预测控制器,并将其应用于髋关节康复训练装置的等速持续被动运动控制中。实验研究表明:在负载干扰变化下,隐式广义预测控制器具有控制精度... 针对气动肌肉驱动的髋关节康复训练装置存在时延、非线性和时变特性,设计基于参数模型的隐式广义预测控制器,并将其应用于髋关节康复训练装置的等速持续被动运动控制中。实验研究表明:在负载干扰变化下,隐式广义预测控制器具有控制精度高、抗干扰能力强等特点,同时对系统模型参数的变化有较好的适应能力,对提高类似医疗器械的控制性能有借鉴意义。 展开更多

关键词 气动肌肉 隐式广义预测控制器 等速持续被动运动 髋关节

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基于改进的隐式广义预测控制在燃气发电锅炉主汽压中的应用 被引量：1

2

作者 王胜 陈雨薇 +2 位作者 徐帅 章家岩 冯旭刚 《河北科技大学学报》 CAS 2020年第5期399-407,共9页

针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽... 针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽压的隐式广义预测控制系统,简化控制算法,通过在目标函数中增加PI结构,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比串级PID和常规隐式广义预测控制,所提控制策略在模型适配时调节时间最多减少20 s,模型失配时超调量最多减少5.08%,调节时间最多降低36 s,系统鲁棒性和抗干扰能力增强;工程应用表明,使用所提策略后主汽压控制偏差在±0.2 MPa之间,控制精度显著提高。改进的隐式广义预测控制较好地满足了工业生产中对主汽压的控制要求,具有较高的研究和应用价值。 展开更多

关键词 系统辨识 燃气发电锅炉 主汽压 遗忘因子递推最小二乘法 隐式广义预测控制

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一种基于神经网络和参数优化的隐式广义预测控制 被引量：2

3

作者 高琳 孙海蓉 杨怀申 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第5期66-72,共7页

提出一种基于神经网络和参数优化的预测控制方法。首先利用带有动量项的改进BP神经网络辨识系统模型,在辨识过程中使用粒子群算法(PSO)对改进BP网络的初始权值/偏置、学习率、动量系数等辨识参数进行学习优化,解决这些参数的取值问题;... 提出一种基于神经网络和参数优化的预测控制方法。首先利用带有动量项的改进BP神经网络辨识系统模型,在辨识过程中使用粒子群算法(PSO)对改进BP网络的初始权值/偏置、学习率、动量系数等辨识参数进行学习优化,解决这些参数的取值问题;然后将辨识得到的模型用于隐式广义预测自校正控制中,使用遗传算法(GA)对控制过程进行优化,寻找最优的控制参数(预测时域、控制时域、控制加权系数、柔化系数)。将该方法应用在热工系统中,仿真结果表明了方法的有效性。 展开更多

关键词 改进BP网络 隐式广义预测自校正控制 粒子群算法 遗传算法 参数优化

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基于粒子群算法的隐式广义预测在ATO中的应用 被引量：1

4

作者 马宝峰 路小娟 《铁道标准设计》 北大核心 2015年第6期143-147,共5页

由于列车运行速度的不断提高,对列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)系统提出更高的要求。针对隐式广义预测(Implicit Generalized Predictive Control,IGPC)控制器在ATO中难以获得最优预测控制输入的问题,运用一种基于粒子群... 由于列车运行速度的不断提高,对列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)系统提出更高的要求。针对隐式广义预测(Implicit Generalized Predictive Control,IGPC)控制器在ATO中难以获得最优预测控制输入的问题,运用一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的IGPC算法对ATO系统进行控制。为更进一步提高PSO算法的寻优能力,对基本PSO算法进行改进,从而有效提高系统的寻优精度和速度。并对有约束情况下的CRH2型车进行仿真验证,仿真结果显示PSO-IGPC比单纯IGPC对ATO的控制效果更优。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 隐式广义预测控制算法 粒子群优化算法 仿真

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基于预测控制的NCS时延补偿算法 被引量：12

5

作者 田中大 高宪文 李琨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2165-2169,共5页

针对网络控制系统(networked control system,NCS)中随机时延导致系统性能下降的问题,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)建立NCS中随机时延预测模型,... 针对网络控制系统(networked control system,NCS)中随机时延导致系统性能下降的问题,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)建立NCS中随机时延预测模型,精确预测未来时刻的时延;同时利用该预测算法预测的时延通过快速隐式广义预测控制算法对NCS随机时延进行补偿。仿真结果表明,PSO优化的LS-SVM算法对随机时延具有较高的预测精度,同时快速隐式广义预测控制算法可使系统的输出很好地跟踪参考轨迹,保证系统良好的控制效果。 展开更多

关键词 网络控制系统 隐式广义预测控制 最小二乘支持向量机 粒子群优化 时延补偿

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基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略 被引量：21

6

作者 冯旭刚 张泽辰 +1 位作者 刘圣晶 章家岩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期3307-3316,共10页

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发... 针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发电锅炉主汽温控制系统的隐式广义预测控制策略,通过建立主汽温预测模型,使用滚动优化对目标函数进行输出预测,构建最优控制律,并采用反馈校正在线修正预测值。仿真结果表明,与常规的串级比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制、动态矩阵控制和Smith预估补偿控制策略相比,在模型适配施加干扰的情况下,所设计的控制策略在67s左右达到设定值,超调量仅为4.28%;在模型失配情况下,施加干扰的调节时间为78.8s,超调量仅为8.66%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差在±7℃左右,其稳定性得到了较大的改善,有效满足燃气发电锅炉主汽温控制系统的实际要求,该策略提高了控制系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 燃气发电锅炉 主蒸汽温度 隐式广义预测控制 稳定性 鲁棒性

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网络控制系统的自适应预测控制 被引量：4

7

作者 田中大 高宪文 李琨 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期303-308,共6页

针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法.利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应... 针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法.利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应预测控制.仿真结果表明,该方法对网络随机时延有很好的补偿效果,可明显改善系统输出性能,保证控制的稳定性与快速性. 展开更多

关键词 随机时延 网络控制系统 时延预测 ELMAN神经网络 隐式广义预测控制

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动车组重联网络控制系统时延预测及补偿 被引量：3

8

作者 刘洋 李常贤 陈龙 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3044-3049,共6页

重联动车组之间利用UIC网关的过程数据编组传输监控数据,数据在重联通信网络上的传输时延影响重联控制的性能。针对这一问题,构建动车组重联网络控制系统简化模型,采用网络时延的自回归AR模型,通过Yule-walker参数自辨识算法根据历史数... 重联动车组之间利用UIC网关的过程数据编组传输监控数据,数据在重联通信网络上的传输时延影响重联控制的性能。针对这一问题,构建动车组重联网络控制系统简化模型,采用网络时延的自回归AR模型,通过Yule-walker参数自辨识算法根据历史数据对网络时延进行在线预测,同时利用快速隐式广义预测控制IGPC对预测的时延进行补偿。仿真实验结果表明,该方法具有较高的时延预测精度,且对网络时延有较好的补偿效果,可保证良好的控制效果。 展开更多

关键词 动车组 重联网络控制 UIC网关 时延预测 隐式广义预测控制

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基于解耦设计的多变量IGPC控制方法的研究与应用 被引量：1

9

作者 袁朝辉 陈韶千 杨芳 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期936-940,共5页

针对多变量工业过程中存在的耦合性、建模困难以及不确定性的控制难点,论文研究了基于解耦设计的多变量隐式广义预测控制。该方法利用加权最小二乘递推方法根据输入输出数据直接辨识系统参数,这样就降低了控制器设计的复杂性;采用分散... 针对多变量工业过程中存在的耦合性、建模困难以及不确定性的控制难点,论文研究了基于解耦设计的多变量隐式广义预测控制。该方法利用加权最小二乘递推方法根据输入输出数据直接辨识系统参数,这样就降低了控制器设计的复杂性;采用分散设计的方式来降低各通道间的关联关系。论文利用基于最小二乘方法,根据输入输出数据来建立被控对象的数学模型,并在此基础上对控制方法进行了仿真分析与试验研究,结果表明该方法具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 多变量系统 解耦设计 隐式广义预测控制 系统辨识 温度控制

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基于IGPC解耦控制的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略 被引量：14

10

作者 冯旭刚 鲍立昌 +1 位作者 章家岩 王胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期3223-3231,共9页

针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃... 针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃料量、引风量和送风量为操纵量,设计基于IGPC解耦控制的多输入多输出燃烧优化控制系统,通过PID神经网络对多输入多输出预测模型进行解耦,利用滚动优化实时对目标函数进行寻优,并引入基于误差的反馈校正算法,使各控制量输出达到设定值。仿真结果表明:IGPC解耦控制策略与常规PID和IGPC未解耦控制策略相比,施加扰动的情况下,主汽压、烟气含氧量和炉膛负压调节时间分别最多可减少141s、210s和162s,超调量分别最多可减少18.2%、4%和9.3%。工程应用表明:主汽压、烟气含氧量和炉膛负压控制偏差分别低于10.15MPa、3%和±0.7Pa,各被控量波动范围小,具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 多输入多输出 隐式广义预测解耦控制 多目标协同控制 燃烧优化

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基于IGPC-NADRC火电机组制粉系统控制策略 被引量：5

11

作者 冯旭刚 张泽辰 +1 位作者 王正兵 宋澜波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2904-2918,共15页

针对火力发电机组制粉系统存在参数不稳定、大滞后及多变量的问题,本文构建非线性最小二乘法辨识模型,采用隐式广义预测算法预测模型输出,构造非线性扩张状态观测器(NESO),估计系统存在的干扰并补偿,设计应用于火力发电机组制粉系统的... 针对火力发电机组制粉系统存在参数不稳定、大滞后及多变量的问题,本文构建非线性最小二乘法辨识模型,采用隐式广义预测算法预测模型输出,构造非线性扩张状态观测器(NESO),估计系统存在的干扰并补偿,设计应用于火力发电机组制粉系统的隐式广义预测非线性自抗扰控制策略(IGPC-NADRC),化简内模结构并分析系统稳定性。在仿真实验中采用时域分析法验证控制器内关键参数对系统输出的影响;设计抗干扰实验和变设定值实验,比较IGPC-NADRC控制、动态矩阵(DMC)自抗扰控制(ADRC)、IGPC-PID控制策略和DMC-PID控制策略的控制效果。研究结果表明:IGPC-NADRC控制系统的抗干扰性能好,鲁棒性强,当系统受到外界干扰时该方法的超调量为5.72%,调节时间为44 s,稳定性更佳。工程应用结果表明,采用IGPC-NADRC控制策略后系统的偏差范围比PID控制时的更小,证明了方法的有效性。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 自抗扰控制 煤粉质量分数 时域分析 鲁棒性

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