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水轮发电机组改进型非线性广义预测控制器设计 被引量:2
1
作者 鄢波 李超顺 +3 位作者 吴道平 侯进皎 赖昕杰 何均 《水电能源科学》 北大核心 2020年第10期140-144,共5页
为提高水轮发电机组调速器的鲁棒性和稳定性,设计了一种基于瞬时线性化模型的水轮发电机组改进型非线性广义预测控制器(JNGPC)。为了使初始状态的建模误差最小,依据机组历史运行数据,采用遗忘因子递推增广最小二乘法辨识控制系统的初始... 为提高水轮发电机组调速器的鲁棒性和稳定性,设计了一种基于瞬时线性化模型的水轮发电机组改进型非线性广义预测控制器(JNGPC)。为了使初始状态的建模误差最小,依据机组历史运行数据,采用遗忘因子递推增广最小二乘法辨识控制系统的初始参数。在此基础上,引入一种改进广义预测控制算法,并对控制系统在每个采样时刻进行瞬时线性化,设计了一种基于控制系统CARIMA模型瞬时线性化的改进的非线性广义预测控制器。以我国某水电站为试验对象,对水轮发电机组调节系统不同水头下开机启动进行仿真试验,并与PID、FOPID、GPC控制器进行比较。结果表明,与PID、FOPID控制器相比,所设计的JNGPC能有效抑制开机启动工况下的转速振荡,具有更强的鲁棒性和稳定性;与GPC控制器相比,JNGPC具有更高的计算效率,更符合工业现场实时性要求。 展开更多
关键词 水轮发电机组调节系统 非线性广义预测控制器 遗忘因子递推增广最小二乘参数辨识 过渡过程
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基于切换的非线性多模型二阶段广义预测控制
2
作者 宋红超 王昕 王振雷 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2147-2156,共10页
针对一类参数跳变引起零动态不稳定的非线性离散时间系统,本文提出一种基于误差切换策略的非线性多模型二阶段广义预测控制器设计方法.首先,将未知参数的空间划分为多个子集,并在每个子集中建立多个非线性预测模型,并对未知参数进行辨识... 针对一类参数跳变引起零动态不稳定的非线性离散时间系统,本文提出一种基于误差切换策略的非线性多模型二阶段广义预测控制器设计方法.首先,将未知参数的空间划分为多个子集,并在每个子集中建立多个非线性预测模型,并对未知参数进行辨识;进而,利用带约束的二阶段自适应方法获得每个子集虚拟模型的参数估计值,并以此计算对应的广义预测控制作用,从而更好的处理零动态不稳定问题:为了有效改善参数跳变对系统的影响,利用模型输出误差性能指标选取每一时刻最优的广义预测控制器控制非线性系统,并进行稳定性分析.最后,通过对比现存方法的仿真结果表明本文所提出的广义预测控制器有良好的跟踪性能和抗干扰能力. 展开更多
关键词 非线性系统 多模型 二阶段自适应 广义预测控制
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非线性时滞系统双阶段神经网络的改进广义预测控制
3
作者 周媛奉 陈宽文 +5 位作者 胡婷婷 刘朋远 丁海丽 梁飞 王一凡 张腾飞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期567-576,共10页
针对一类工业控制系统中存在的非线性、大时滞等情况,提出一种基于双阶段神经网络的改进隐式广义预测控制方法。首先,设计了一种基于快速回归算法和蝙蝠算法的双阶段神经网络模型,用于对非线性时滞系统进行建模,避免非线性系统下的模型... 针对一类工业控制系统中存在的非线性、大时滞等情况,提出一种基于双阶段神经网络的改进隐式广义预测控制方法。首先,设计了一种基于快速回归算法和蝙蝠算法的双阶段神经网络模型,用于对非线性时滞系统进行建模,避免非线性系统下的模型失配问题;其次,采用比例积分(proportional integration, PI)结构优化广义预测控制目标函数设计,提高隐式广义预测控制性能;同时,改进控制增量选取策略,利用所预测的未来控制增量修正当前时刻控制增量;最后,将所设计的预测模型和预测控制方法应用于一个数值案例和锅炉燃烧系统,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 时滞 双阶段神经网络 PI控制 广义预测控制
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基于反馈线性化的广义预测控制机械臂轨迹跟踪算法 被引量:2
4
作者 史国庆 程嘉毅 +3 位作者 张建东 杨啟明 吴勇 武凡 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期368-376,共9页
分析了机械臂轨迹跟踪控制问题的特点,建立了二自由度机械臂动力学模型。为解决广义预测控制(generalized predictive control,GPC)算法难以适用于非线性系统的问题,在现有的GPC算法基础上,设计了基于反馈线性化的广义预测控制(feedback... 分析了机械臂轨迹跟踪控制问题的特点,建立了二自由度机械臂动力学模型。为解决广义预测控制(generalized predictive control,GPC)算法难以适用于非线性系统的问题,在现有的GPC算法基础上,设计了基于反馈线性化的广义预测控制(feedback linearization-generalized predictive control,FL-GPC)算法框架,即底层为线性系统预测控制,非线性项使用预估值来进行代替,高层为迭代修正预估量,使用迭代计算的方式对非线性项进行预估。使用FL-GPC算法对二自由度机械臂的静态、动态轨迹跟踪任务进行了仿真。仿真结果表明,算法可以进行有效的机械臂轨迹跟踪控制。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 非线性系统 广义预测控制 反馈线性
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超声电机非线性建模和广义预测控制 被引量:16
5
作者 张建桃 张铁民 梁莉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期50-56,共7页
针对超声电机输出速度与驱动频率、相位差和电压幅值呈很强的非线性,很难建立完整而精确的控制数学模型并用于高精确控制的问题,将超声电机模型分解为一个稳态非线性环节和一个动态线性环节组成的Hammerstein模型。为了辨识驱动频率、... 针对超声电机输出速度与驱动频率、相位差和电压幅值呈很强的非线性,很难建立完整而精确的控制数学模型并用于高精确控制的问题,将超声电机模型分解为一个稳态非线性环节和一个动态线性环节组成的Hammerstein模型。为了辨识驱动频率、相位差和电压幅值与超声电机稳态速度的关系,提出采用均匀设计进行实验设计,通过对电机稳态速度和阶跃响应的辨识,建立旋转超声电机多变量非线性Hammerstein模型,并验证该模型的有效性。基于超声电机Hammerstein模型提出了两步法广义预测控制算法,分别以驱动频率、相位差和电压幅值作为调节变量,对电机进行速度控制仿真,结果表明该算法能够准确地跟踪设定速度,证明所提出的超声电机的辨识建模方法和广义预测控制的可行性。 展开更多
关键词 超声电机 辨识 均匀设计 HAMMERSTEIN模型 广义预测控制 非线性
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基于滑模干扰观测器的近空间飞行器非线性广义预测控制 被引量:25
6
作者 程路 姜长生 +1 位作者 都延丽 张军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期423-431,共9页
近空间飞行器(NSV)的飞行包络很大,特别在高超声速飞行过程中,系统将具有强烈非线性、耦合性和快速时变性,同时将受到较大的外干扰及不确定性影响,这对控制系统提出了很大的挑战。为此,提出了基于滑模干扰观测器(SMDO)的非线性广义预测... 近空间飞行器(NSV)的飞行包络很大,特别在高超声速飞行过程中,系统将具有强烈非线性、耦合性和快速时变性,同时将受到较大的外干扰及不确定性影响,这对控制系统提出了很大的挑战。为此,提出了基于滑模干扰观测器(SMDO)的非线性广义预测控制(NGPC)策略,将滑模控制的强鲁棒性和预测控制良好的动态性能相结合,设计了高超声速条件下NSV的姿态制导控制律,进一步仿真实验,结果表明该飞控系统具有良好的控制性能和抗干扰能力。 展开更多
关键词 近空间飞行器 飞行控制 非线性广义预测控制 滑模干扰观测器 鲁棒控制
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微燃机-冷热电联供机组的Hammerstein模型及非线性广义预测控制 被引量:7
7
作者 潘蕾 赵德材 +2 位作者 张俊礼 沈炯 彭春华 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期500-505,共6页
为研究微燃机-冷热电(MGT-CCHP)联供机组动态运行特性及控制策略,采用Hammerstein模型结构快速辨识其非线性动态特性,并将非线性动态特性以串联的非线性静态模型和线性动态模型表示.采用逐步回归法确定动态模型阶次并采用粒子群算法辨... 为研究微燃机-冷热电(MGT-CCHP)联供机组动态运行特性及控制策略,采用Hammerstein模型结构快速辨识其非线性动态特性,并将非线性动态特性以串联的非线性静态模型和线性动态模型表示.采用逐步回归法确定动态模型阶次并采用粒子群算法辨识模型参数,得到易于复现的块结构化模型.基于Hammerstein预测模型,设计了MGT-CCHR冷负荷跟踪非线性广义预测控制器.利用Hammerstein模型分块描述对象静态与动态特性的结构特点,将非线性广义预测控制转化为线性广义预测控制与非线性静态函数求根问题,使控制量求解简化.通过与最优参数PID控制器的仿真结果比较表明,所设计的非线性广义预测控制器具有改善冷负荷跟踪性能和节能控制的效果. 展开更多
关键词 微燃机-冷热电联供机组 HAMMERSTEIN模型 非线性 广义预测控制
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基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制 被引量:15
8
作者 石宇静 柴天佑 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期634-640,共7页
针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制方法.该控制方法由线性鲁棒广义预测解耦控制器和神经网络非线性广义预测解祸控制器以及切换机构组成.线性鲁棒广义预测解耦控制器用... 针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制方法.该控制方法由线性鲁棒广义预测解耦控制器和神经网络非线性广义预测解祸控制器以及切换机构组成.线性鲁棒广义预测解耦控制器用于保证闭环系统输入输出信号有界,神经网络非线性广义预测解耦控制器能够改善系统性能.切换策略通过对上述两种控制器的切换,保证系统稳定的同时,改善系统性能.同时本文给出了所提自适应解耦控制方法的稳定性和收敛性分析.最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性 广义预测控制 解耦 神经网络 多模型
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基于Popov定理的输入非线性广义预测控制系统的稳定性分析(英文) 被引量:6
9
作者 丁宝苍 李少远 席裕庚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期582-588,共7页
对存在输入饱和约束和输入可逆静态非线性的系统 ,采用两步法广义预测控制策略。首先用线性广义预测控制策略得到中间变量 ,代表期望的控制作用 ,然后用解方程方法补偿可逆静态非线性并用解饱和方法满足饱和约束 ,得到实际的控制作用。... 对存在输入饱和约束和输入可逆静态非线性的系统 ,采用两步法广义预测控制策略。首先用线性广义预测控制策略得到中间变量 ,代表期望的控制作用 ,然后用解方程方法补偿可逆静态非线性并用解饱和方法满足饱和约束 ,得到实际的控制作用。两步法计算简单 ,特别适用于快速控制的场合。将该控制系统闭环结构转化为静态非线性增益反馈结构 ,利用Popov定理分析了该系统的闭环稳定性 ,得到了稳定的充分条件 ,并具体给出了有效的控制器参数确定算法使得稳定性结论具备实用的价值。给出了算例验证了稳定条件。 展开更多
关键词 输入非线性 两步法 广义预测控制 Popov定理
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过热汽温的非线性广义预测控制与优化 被引量:10
10
作者 王松鹤 丁维明 王伟 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期733-739,共7页
针对锅炉过热汽温被控对象大惯性、时变性和非线性等特点,提出了一种基于神经网络前馈补偿的在线自适应非线性预测控制算法.采用高阶惯性环节加神经网络补偿的混合非线性模型作为预测模型代替传统的可控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型... 针对锅炉过热汽温被控对象大惯性、时变性和非线性等特点,提出了一种基于神经网络前馈补偿的在线自适应非线性预测控制算法.采用高阶惯性环节加神经网络补偿的混合非线性模型作为预测模型代替传统的可控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型,并在此基础上推导出非线性广义预测控制(GPC)算法的控制规律,通过仿真实验得到典型工况下的最佳预估长度和控制长度,拟合出其与锅炉负荷的非线性关系.结果表明:该控制算法对于某些非线性被控对象具有良好的跟踪品质;在锅炉降负荷实验中,能有效克服对象参数和结构的时变,具有一定工程实用价值. 展开更多
关键词 过热汽温 广义预测控制 非线性 神经网络 自适应控制
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补偿预测误差的非线性系统广义预测控制 被引量:2
11
作者 郭健 陈庆伟 +1 位作者 吴晓蓓 胡维礼 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期127-131,共5页
将一类非线性系统等价表示为时变线性系统,研究了非线性系统的广义预测控制。利用三次样条基函数多项式逼近时变系数,将时变参数的估计转化为定常参数的估计。为了提高输出预报精度,采用小波网络对预报误差进行预测,作为输出预报的补偿。
关键词 非线性系统 时变 样条函数 小波网络 广义预测控制
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非线性模糊自适应直接广义预测控制 被引量:7
12
作者 陈志旺 王洪瑞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期55-59,共5页
针对广义预测控制(GPC)计算量大的缺陷,提出一种模糊自适应直接广义预测控制(FDGPC)方法。该方法利用中值定理将一类非线性系统等价表示为时变线性系统,通过模糊逻辑系统直接设计预测控制器,利用三次样条基函数多项式逼近广义误差时变系... 针对广义预测控制(GPC)计算量大的缺陷,提出一种模糊自适应直接广义预测控制(FDGPC)方法。该方法利用中值定理将一类非线性系统等价表示为时变线性系统,通过模糊逻辑系统直接设计预测控制器,利用三次样条基函数多项式逼近广义误差时变系数,基于广义误差估计值对控制器参数uθ和广义误差估计值中的未知向量eθ′进行自适应调整。理论证明了该方法可使广义误差收敛到原点的一个小邻域内。仿真结果验证了此方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 广义预测控制 模糊自适应控制 样条函数
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基于广义预测的非线性解耦PID控制 被引量:2
13
作者 王永刚 柴天佑 +1 位作者 翟廉飞 石宇静 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期449-452,共4页
针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络的非线性多变量PID解耦控制方法。该控制器是由常规PID控制器与解耦补偿器、未建模动态前馈补偿器组成,而PID参数的整定是通过广义预测的方法实现的。同时给出了该控制方法的... 针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络的非线性多变量PID解耦控制方法。该控制器是由常规PID控制器与解耦补偿器、未建模动态前馈补偿器组成,而PID参数的整定是通过广义预测的方法实现的。同时给出了该控制方法的闭环系统的稳定性和收敛性分析。最后通过仿真实例验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 非线性 广义预测控制 PID解耦控制 神经网络
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基于远程预报辨识的非线性广义预测控制算法 被引量:4
14
作者 钟璇 王树青 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期267-273,共7页
推导了基于远程预报辨识的非线性广义预测控制算法 .该算法在辨识基于Hammerstein模型的非线性过程时 ,采用了预测控制算法中远程预报的思想 ,并在广义预测控制器的设计上采用了新的优化指标 ,这就使辨识机制与控制机制有机地结合起来 。
关键词 远程预报辨识 非线性 广义预测控制 控制理论
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具有Hammerstein形式的非线性系统广义预测控制 被引量:16
15
作者 王伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期672-680,共9页
本文提出了具有Hammerstein形式的非线性系统广义预测控制方法,分析了当控制水平等于1时闭环系统的稳定性,同时还提出了使用线性估计器的非线性自适应广义预测控制算法.仿真结果表明了算法的有效性.
关键词 非线性系统 预测控制 广义 HAMMERSTEIN
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非线性系统的广义线性化预测控制 被引量:1
16
作者 孙浩 席裕庚 +1 位作者 施颂椒 张钟俊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第6期7-14,共8页
提出一种非线性系统预测控制的分层设计方法。首先采用广义线性化状态反馈得到具有指定动态的线性化系统,然后采用基于状态方程的预测控制算法,以获得良好的跟踪性和鲁棒性。最后以仿真例子证实了这种控制方案的有效性。
关键词 预测控制 线性 非线性系统 广义
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基于小波变换的非线性广义预测控制 被引量:3
17
作者 杨青 李树荣 《控制工程》 CSCD 2005年第S2期71-73,86,共4页
提出了基于小波变换的非线性广义预测控制算法。预测模型采用Hammerstein模型,对于其静态非线性部分采用小波网络来辨识,动态线性部分用最小二乘法来辨识。这种辨识方法比传统的多项式拟合的模型误差要小得多。基于这种预测模型广义预... 提出了基于小波变换的非线性广义预测控制算法。预测模型采用Hammerstein模型,对于其静态非线性部分采用小波网络来辨识,动态线性部分用最小二乘法来辨识。这种辨识方法比传统的多项式拟合的模型误差要小得多。基于这种预测模型广义预测控制器弥补了传统广义预测控制的模型失配问题。以CSTR为例对所设计的控制器进行仿真研究,结果表明控制器能够取得良好的控制效果。 展开更多
关键词 非线性系统 非线性广义预测控制 小波网络 CSTR
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基于变神经网络的非线性最小方差预测控制器 被引量:3
18
作者 沈清波 于德泳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期81-83,共3页
提出基于变神经网络学习动态系统参数的最小方差预测控制器。其目的是通过在线学习 ,使控制器(MVPC)能适应被控对象参数变化和非确定性。提出的变神经网络由两部分组成 ,一部分是线性神经网络 (LNN) ,作为被控对象局部线性动态模型 ,另... 提出基于变神经网络学习动态系统参数的最小方差预测控制器。其目的是通过在线学习 ,使控制器(MVPC)能适应被控对象参数变化和非确定性。提出的变神经网络由两部分组成 ,一部分是线性神经网络 (LNN) ,作为被控对象局部线性动态模型 ,另一部分是多层交叉回归神经网络 (DRNN) ,它近似为非线性动态模型。由于引进递推最小方差算法 ,本控制器运算速度相当快。 展开更多
关键词 变神经网络 最小方差预测 非线性系统 控制器
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广义准无限时域非线性预测控制(英文) 被引量:1
19
作者 刘志远 陈虹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期349-355,共7页
将准无限时域非线性预测控制方法推广到更一般的情况 ,并给出了闭环约束系统的稳定性条件及最优解的存在条件 .基于反馈线性化技术讨论了广义准无限时域非线性预测控制的实现及较大终端域的获取 .该方法能显著减少在线优化所需的时间 .
关键词 非线性预测控制 稳定性 约束最优控制 反馈线性 广义 准无限时域非线性预测控制
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一类非线性系统的广义预测控制研究 被引量:4
20
作者 史小平 《控制工程》 CSCD 2004年第1期49-51,共3页
针对一类难以线性化的单输入单输出非线性离散系统,就其实际输出信号跟踪参考输出信号的控制问题,研究了它的广义预测控制律设计方法。在系统数学模型非线性项的系数多项式满足一定条件的情况下,通过适当的数学处理,使问题的本质归结为... 针对一类难以线性化的单输入单输出非线性离散系统,就其实际输出信号跟踪参考输出信号的控制问题,研究了它的广义预测控制律设计方法。在系统数学模型非线性项的系数多项式满足一定条件的情况下,通过适当的数学处理,使问题的本质归结为求解线性差分系统的一组Diophantine方程,从而解出了非线性系统广义预测控制律表达式中的各个系数多项式,并给出了广义预测控制律的具体解析形式。通过仿真实例验证了所提出设计方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 广义预测控制 数学模型 随机变量序列 非线性系统
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