基于ISSA-DELM算法的CSTR系统广义预测控制研究

1

作者 盛斌 张军 《现代电子技术》 北大核心 2024年第19期123-130,共8页

连续搅拌反应釜(CSTR)作为典型的聚合反应化工生产用到的设备,其在工作运行时具有强非线性、大滞后性和不确定性,用传统的方法难以建立精准的数学模型。文中根据一类CSTR反应过程采用Hammerstein-Wiener模型,使用高斯径向基函数的LS-SV... 连续搅拌反应釜(CSTR)作为典型的聚合反应化工生产用到的设备,其在工作运行时具有强非线性、大滞后性和不确定性,用传统的方法难以建立精准的数学模型。文中根据一类CSTR反应过程采用Hammerstein-Wiener模型,使用高斯径向基函数的LS-SVM分别对模型的两个非线性模块进行建模,并使用其建立的Hammerstein-Wiener模型作为广义预测控制的预测模型;针对广义预测控制的滚动优化环节,采用多策略改进的麻雀算法(ISSA)优化深度极限学习机(DELM)的混和优化算法策略,并利用基准函数测试改进麻雀算法的优越性;最后将混合优化算法应用在非线性CSTR对象上,经过实验证明,所提出的ISSA-DELM混合优化算法对CSTR系统具有较好的控制效果,并与未改进的SSA-DELM算法和DELM算法进行仿真结果对比,结果显示,文中算法控制效果明显优于SSA-DELM算法和传统的DELM算法。 展开更多

关键词 连续搅拌反应釜(CSTR) HAMMERSTEIN-WIENER模型 广义预测控制(gpc) 改进麻雀算法(ISSA) 深度极限学习机(DELM) 高斯径向基函数

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多模型预测控制算法

2

作者 谢永斌 罗忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第9期89-92,共4页

文中把动态矩阵预测控制算法（ＤＭＣ）与广义预测控制算法（ＧＰＣ）有效地综合起来，构成多模型预测控制算法，改善了控制品质，仿真结果表明了它这种算法的优越性。

关键词 多模控制 DMC预测控制 gpc预测控制 适应控制

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多变量非线性系统的有约束模糊预测控制 被引量：6

3

作者 苏佰丽 陈增强 袁著祉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1700-1704,共5页

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测控制(GPC)算法.首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,利用模糊聚类算法和正交最小二乘算法对输入变量的模糊划分及后件部分的参数分别进行辨识,然后在每个采样点对系统进行局部... 针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测控制(GPC)算法.首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,利用模糊聚类算法和正交最小二乘算法对输入变量的模糊划分及后件部分的参数分别进行辨识,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化.根据得到的系统线性化模型设计GPC算法,该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求D iophantine方程,大大减小了计算量.仿真结果表明该算法能保证系统输出有效跟踪设定值,而且控制输入和控制增量均在其约束范围之内. 展开更多

关键词 多变量非线性系统 T-S模糊模型 广义预测控制(gpc) 约束输入

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一类多输入多输出系统的预测PID控制算法仿真 被引量：7

4

作者 李林欢 苏宏业 褚健 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期495-498,503,共5页

研究了一类参数未知的多变量系统的广义预测PID参数整定问题。基于广义预测控制(GPC)的思想和gGPC与PID的相互关系,提出了一种新的离散多变量系统PID参数整定方法,其中性能指标包含了稳态误差加权项。PID参数通过gGPC与PID的相互关系递... 研究了一类参数未知的多变量系统的广义预测PID参数整定问题。基于广义预测控制(GPC)的思想和gGPC与PID的相互关系,提出了一种新的离散多变量系统PID参数整定方法,其中性能指标包含了稳态误差加权项。PID参数通过gGPC与PID的相互关系递推计算得到。仿真例子说明了该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 多变量系统 PID参数整定 广义预测控制(gpc) 稳态误差

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多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制 被引量：9

5

作者 苏佰丽 陈增强 袁著祉 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期546-550,共5页

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法... 针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性. 展开更多

关键词 多变量非线性系统 T—S模糊模型 多变量解耦控制 广义预测控制(gpc) 约束输入

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基于神经网络模型的计量泵远程流量广义预测控制 被引量：5

6

作者 余世明 张航 +1 位作者 何德峰 赵云波 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2019年第11期1087-1094,共8页

为了在流程工业中实现流体物料的远程投加,提出了一种隔膜计量泵流量远程控制方案。方案采用上层优化节点、双信道通信网络和本地控制器的分级控制策略,利用神经网络辨识计量泵流量和电机转速的动态模型,设计了基于自适应广义预测控制(G... 为了在流程工业中实现流体物料的远程投加,提出了一种隔膜计量泵流量远程控制方案。方案采用上层优化节点、双信道通信网络和本地控制器的分级控制策略,利用神经网络辨识计量泵流量和电机转速的动态模型,设计了基于自适应广义预测控制(GPC)的流量调节算法。通过对比仿真和实际平台验证了所提出方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 隔膜计量泵 流量远程控制 神经网络 广义预测控制(gpc)

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面对数据丢包的船舶航向保持网络预测控制器 被引量：2

7

作者 张艳 徐成 江锋 《上海海事大学学报》 北大核心 2014年第4期7-10,36,共5页

针对网络控制系统中存在的数据丢包问题,使用一种带有常值补偿机制的广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)算法设计船舶航向保持的网络预测控制器.首先,利用TrueTime工具箱仿真使用传统GPC算法设计的船舶航向保持的网络预... 针对网络控制系统中存在的数据丢包问题,使用一种带有常值补偿机制的广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)算法设计船舶航向保持的网络预测控制器.首先,利用TrueTime工具箱仿真使用传统GPC算法设计的船舶航向保持的网络预测控制器.然后,考虑数据丢包对船舶航向保持的网络控制系统造成的影响,使用带有常值补偿机制的GPC算法设计一种新的船舶航向保持的网络预测控制器并进行仿真.仿真结果表明,在数据丢包情况下,采用新方法设计的控制器可以减少船舶航向调节时间,从而改善船舶航向保持的网络预测控制器的控制效果. 展开更多

关键词 船舶航向保持 网络控制系统 数据丢包 补偿机制 广义预测控制(gpc)

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基于对角解耦的多变量约束广义预测控制 被引量：1

8

作者 苏佰丽 陈增强 袁著祉 《控制工程》 CSCD 2005年第S2期90-92,共3页

由于多变量系统各变量之间往往存在严重耦合现象,在对系统进行对角解耦的基础上,设计了带约束输入的广义预测控制算法。该算法保证了系统输出有效跟踪设定值,并且充分考虑了输入信号及其增量均受约束的情况,使其均被控制在允许范围之内... 由于多变量系统各变量之间往往存在严重耦合现象,在对系统进行对角解耦的基础上,设计了带约束输入的广义预测控制算法。该算法保证了系统输出有效跟踪设定值,并且充分考虑了输入信号及其增量均受约束的情况,使其均被控制在允许范围之内,同时避免了求解Diophantine方程,很大程度上减少了计算量。仿真结果表明该算法可以在很大程度上削弱变量之间的耦合程度,且具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 广义预测控制(gpc) 解耦控制 输入约束

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带误差补偿的GPC对网络控制系统时延的解决 被引量：10

9

作者 王冬青 《中国工程科学》 2005年第8期60-65,共6页

针对网络控制系统(NCS)具有不确定时延的特性,提出了将广义预测控制(GPC)应用于网络控制系统的思想。为了克服模型失配和系统不确定性的影响,基于BP神经网络建立一个误差的预测模型,用误差预测值对输出预测值进行补偿,构成新型的广义预... 针对网络控制系统(NCS)具有不确定时延的特性,提出了将广义预测控制(GPC)应用于网络控制系统的思想。为了克服模型失配和系统不确定性的影响,基于BP神经网络建立一个误差的预测模型,用误差预测值对输出预测值进行补偿,构成新型的广义预测控制算法,并采用了平滑滤波的加权输入控制律。在网络控制系统中,测试了网络数据传输的随机延迟时间特性,比较了GPC和具有BP网络预测误差补偿的GPC两种控制方法,验证了具有BP网络预测误差补偿的GPC在模型失配时的更好的控制性能。 展开更多

关键词 网络控制系统(NCS) 不确定时延 广义预测控制(gpc) 神经网络

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基于径向基神经网络的广义预测控制研究及应用 被引量：1

10

作者 吕淑萍 马亮 《机床与液压》 北大核心 2008年第B07期279-282,共4页

实际工业生产过程中常含有非线性、滞后环节,特别是在化工、冶炼等生产过程中尤为显著。连续搅拌釜式反应(CSTR)在反应过程中会产生大量的反应热,及时地移去反应热保证生产正常进行是控制的主要目标。采用了基于神经网络的预测控制来解... 实际工业生产过程中常含有非线性、滞后环节,特别是在化工、冶炼等生产过程中尤为显著。连续搅拌釜式反应(CSTR)在反应过程中会产生大量的反应热,及时地移去反应热保证生产正常进行是控制的主要目标。采用了基于神经网络的预测控制来解决非线性、滞后等环节的影响。讨论了广义预测控制的基本结构与原理,研究了广义预测控制算法的预测模型、反馈校正、滚动优化。选取径向基(RBF)网络建立了系统的多步预测模型,并对连续搅拌釜式反应过程进行了仿真。仿真结果表明,基于RBF神经网络的广义预测控制器具有良好的自适应性、鲁棒性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 神经网络 连续搅拌釜式反应(CSTR) 广义预测控制(gpc)

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苯胺加氢反应过程的多变量解耦广义预测控制

11

作者 黄庆庆 薄翠梅 卢丹丹 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期399-403,共5页

针对苯胺加氢间歇反应具有高度不确定性和交叉耦合性,传统PID控制器很难达到理想控制品质,本文采用阶梯控制策略设计多变量广义预测控制(GPC)解耦控制系统。首先针对系统的交叉耦合性,对目标函数解耦算法进行了简化设计以有效减少计算量... 针对苯胺加氢间歇反应具有高度不确定性和交叉耦合性,传统PID控制器很难达到理想控制品质,本文采用阶梯控制策略设计多变量广义预测控制(GPC)解耦控制系统。首先针对系统的交叉耦合性,对目标函数解耦算法进行了简化设计以有效减少计算量;然后利用GPC策略构建一个双输入双输出解耦GPC系统;最后将多变量解耦GPC控制与传统PID变结构控制进行对比分析,模拟仿真效果验证了该控制系统的有效性和强鲁棒性。 展开更多

关键词 苯胺加氢反应 多变量解耦 广义预测控制(gpc) 间歇过程

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融合GPC和QFT对不确定性系统的鲁棒控制

12

作者 王增会 陈增强 +1 位作者 孙青林 袁著祉 《控制工程》 CSCD 2005年第4期313-315,319,共4页

针对广义预测控制(GPC)与定量反馈理论(QFT)的特点,提出了把两种算法融合的鲁棒控制算法。该方法是在对QFT进行修改的基础上,采用双回路控制。内回路采用QFT控制器实现对系统不确定性的控制;外回路采用GPC控制器,实现对系统的各种性能... 针对广义预测控制(GPC)与定量反馈理论(QFT)的特点,提出了把两种算法融合的鲁棒控制算法。该方法是在对QFT进行修改的基础上,采用双回路控制。内回路采用QFT控制器实现对系统不确定性的控制;外回路采用GPC控制器,实现对系统的各种性能要求并且提高鲁棒性。该方法可以充分利用两种控制理论的优点。最后的仿真结果显示,融合的算法比单独采用其中的任何一种控制算法所取得的控制效果都好。 展开更多

关键词 广义预测控制(gpc) 定量反馈理论(QFT) 鲁棒控制 不确定性系统 频域设计

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连续时间广义预测控制在纵向飞行控制中仿真

13

作者 任强 陈增强 +1 位作者 孙明玮 袁著祉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期814-816,820,共4页

导弹的飞行主要是通过姿态稳定和调节实现的。当导弹在大空域内进行飞行时,系统存在着严重的非线性和复杂性等不确定性因素,采用离散的控制算法进行控制,在高采样速率情况下,产生控制抖动问题。提出了连续时间控制方案,通过以小扰动模... 导弹的飞行主要是通过姿态稳定和调节实现的。当导弹在大空域内进行飞行时,系统存在着严重的非线性和复杂性等不确定性因素,采用离散的控制算法进行控制,在高采样速率情况下,产生控制抖动问题。提出了连续时间控制方案,通过以小扰动模型为基础的导弹动力学特性分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,并且以连续模型作为预测控制的被控对象,弹道外回路和姿态内回路均采用连续时间广义预测控制算法。仿真结果表明,该控制方案能实现高精度的控制要求,并且有效的克服了控制抖动。 展开更多

关键词 导弹姿态控制 纵向飞行通道 广义预测控制(gpc) 连续时间广义预测控制(Cgpc) 串级控制

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MIMO系统预测控制及其Matlab与VC仿真实现 被引量：4

14

作者 刘腾腾 王唯一 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第11期154-159,共6页

本文对一个多入多出耦合系统设计了一种基于隐式算法的广义预测控制器(GPC),此隐式算法利用与基于脉冲模型的预测控制(DMC)算法的等价性化简,避免求解Diophantine方程。同时对此多入多出系统设计了DMC控制器,并对二种算法和控制效果进... 本文对一个多入多出耦合系统设计了一种基于隐式算法的广义预测控制器(GPC),此隐式算法利用与基于脉冲模型的预测控制(DMC)算法的等价性化简,避免求解Diophantine方程。同时对此多入多出系统设计了DMC控制器,并对二种算法和控制效果进行了比较。本文用Matlab编程实现两种控制算法,用VC++设计界面,在VC中调用M函数的动态链接库DLL实现Matlab和VC的混合编程。对此被控MIMO系统,最终即可通过在VC界面上实现控制方式和控制输出的设定得到控制输入输出的仿真图。此程序可以脱离Matlab环境运行。 展开更多

关键词 预测控制 动态矩阵控制(DMC) 广义预测控制(gpc) MATLAB VC 动态链接库(DLL)

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模糊预测控制在pH中和过程中的应用 被引量：4

15

作者 彭玉凤 王辉 《控制工程》 CSCD 2006年第S1期57-60,153,共5页

针对pH中和过程,提出了一种基于T-S模型的模糊预测控制算法,以实现系统的滚动优化控制。T-S模糊模型的前件和后件参数分别采用模糊C均值聚类(FCM)和正交最小二乘法(OLS)进行离线或在线辨识。在每一个采样时刻以当前辨识出的T-S模型为基... 针对pH中和过程,提出了一种基于T-S模型的模糊预测控制算法,以实现系统的滚动优化控制。T-S模糊模型的前件和后件参数分别采用模糊C均值聚类(FCM)和正交最小二乘法(OLS)进行离线或在线辨识。在每一个采样时刻以当前辨识出的T-S模型为基础实现系统的局部动态线性化,再根据线性化模型对pH过程实施广义预测控制(GPC),得到当前的控制量。仿真表明了该控制方法具有较小的超调性质,且在扰动作用下能快速跟踪到设定值,具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 T-S模糊模型 模糊C均值(FCM) 正交最小二乘法(OLS) 广义预测控制(gpc)

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