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执行器部分失效的鲁棒模糊容错切换控制
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作者 曹世豪 施惠元 +1 位作者 苏成利 李平 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期182-191,201,共11页
针对一类具有不确定性、外部扰动和执行器部分失效的非线性工业过程,提出一种鲁棒模糊容错切换控制方法。首先,构建新型多自由度T-S模糊状态空间模型,在此基础上,结合执行器部分失效的情况设计控制律。其次,给出基于线性矩阵不等式(LMI... 针对一类具有不确定性、外部扰动和执行器部分失效的非线性工业过程,提出一种鲁棒模糊容错切换控制方法。首先,构建新型多自由度T-S模糊状态空间模型,在此基础上,结合执行器部分失效的情况设计控制律。其次,给出基于线性矩阵不等式(LMI)的容错切换条件和系统稳定条件,并通过当前系统状态和稳定性条件求取其子模型的控制律及相应权值。最后,通过对连续搅拌釜式反应器的仿真研究来验证该文方法的有效性。 展开更多
关键词 执行器部分失效 容错切换 T-S模糊模型 鲁棒控制 预测控制
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执行器随机失效系统鲁棒预测容错切换控制
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作者 张健 施惠元 +1 位作者 苏成利 李平 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期406-415,共10页
针对一类具有执行器随机失效问题的离散线性系统,提出一种基于故障概率情况下的鲁棒预测容错切换控制方法。首先,将工业过程建立成新型多自由度状态空间模型,设计含有故障概率的容错控制器;其次,引入系统故障和其恢复时的随机概率,利用... 针对一类具有执行器随机失效问题的离散线性系统,提出一种基于故障概率情况下的鲁棒预测容错切换控制方法。首先,将工业过程建立成新型多自由度状态空间模型,设计含有故障概率的容错控制器;其次,引入系统故障和其恢复时的随机概率,利用李雅普诺夫判据给出基于线性矩阵不等式形式的稳定性条件,再通过指数稳定的相关证明求解出不同执行器切换时的稳定条件,以保证系统故障时容错控制与无故障时常规控制间的切换;然后,控制器设计时还充分考虑了设定值变化时所产生的跟踪误差带来的影响。最后,通过仿真结果验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 随机失效 鲁棒预测控制 容错控制 李雅普诺夫 线性矩阵不等式
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基于支持向量机的非线性系统预测控制 被引量:21
3
作者 张日东 王树青 李平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1066-1073,共8页
针对离散非线性系统,提出一种可用于非线性过程的支持向量机预测控制方法,并给出了控制律的收敛性分析.该方法将复杂的非线性预测方程转化成直观而有效的线性形式,同时利用线性预测控制方法求得解析的控制律,避免了复杂的非线性优化求解... 针对离散非线性系统,提出一种可用于非线性过程的支持向量机预测控制方法,并给出了控制律的收敛性分析.该方法将复杂的非线性预测方程转化成直观而有效的线性形式,同时利用线性预测控制方法求得解析的控制律,避免了复杂的非线性优化求解,对非线性工业焦化装置温度控制的仿真结果表明了算法的有效性. 展开更多
关键词 支持向量机 预测控制 非线性过程 工业焦化装置
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一类具有非线性扰动的多重时滞不确定系统鲁棒预测控制 被引量:14
4
作者 苏成利 赵家程 李平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期644-649,共6页
针对一类具有非线性扰动且同时存在多重状态和输入时滞的不确定系统,提出一种鲁棒预测控制器设计方法.基于预测控制滚动优化原理,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities,LMIs)方法,首先近似求解无限时域... 针对一类具有非线性扰动且同时存在多重状态和输入时滞的不确定系统,提出一种鲁棒预测控制器设计方法.基于预测控制滚动优化原理,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities,LMIs)方法,首先近似求解无限时域二次性能指标优化问题,然后优化非线性扰动项所应满足的最大上界,定量地研究鲁棒预测控制在范数有界意义下的扰动抑制问题,并给出了鲁棒预测控制器存在的充分条件.最后通过仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性扰动 鲁棒预测控制 线性矩阵不等式 时滞 不确定系统
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预测控制最新算法综述 被引量:27
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作者 李书臣 徐心和 李平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第6期1314-1319,1349,共7页
随着预测控制在工业过程控制中的广泛应用,预测控制在算法和理论研究上都取得了长足进展。本文系统地总结了模型预测控制算法和非线性模型预测控制算法,并对各种算法的特征进行评述,指出预测控制算法存在的问题和研究方向。
关键词 模型预测控制 非线性预测控制 约束 优化
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迭代学习控制理论现状与展望 被引量:8
6
作者 李书臣 李平 +1 位作者 徐心和 胡玉娥 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期904-908,共5页
迭代学习控制(ILC)作为智能控制的一个分支,经历二十多年的发展,无论在理论研究,还是在实际应用上都取得了丰硕成果,在过程控制中逐渐显现出其独到之处。对ILC算法和理论研究现状作了较为详细的分析,并且指出ILC存在的问题和研究方向。
关键词 迭代学习控制 线性系统 非线性系统 现状与展望 综述
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基于改进Elman神经网络的非线性预测控制 被引量:11
7
作者 范燕 申东日 +1 位作者 陈义俊 邵奎星 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第1期41-45,共5页
为了提高非线性预测控制中预测模型的精度,提出一种基于递归神经网络建模的预测控制方案。采用改进Elman神经网络在线建立预测模型,用递推最小二乘法在线修改神经网络权值,并引入误差补偿环节,从而达到改善预测模型精度的目的,使控制系... 为了提高非线性预测控制中预测模型的精度,提出一种基于递归神经网络建模的预测控制方案。采用改进Elman神经网络在线建立预测模型,用递推最小二乘法在线修改神经网络权值,并引入误差补偿环节,从而达到改善预测模型精度的目的,使控制系统的控制性能得到提高。仿真实验表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 ELMAN神经网络 在线训练 误差补偿 非线性预测控制
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基于紧格式线性化的无模型动态矩阵控制 被引量:7
8
作者 侯立刚 徐利军 +1 位作者 苏成利 孙淑杰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第2期246-249,253,共5页
针对常规无模型自适应控制(MFAC)算法只利用了受控系统I/O数据的零阶信息,许多系统内部信息没有充分利用的缺陷,提出了一种基于紧格式线性化的无模型动态矩阵控制方法。该方法利用紧格式线性化方法把非线性系统转化为一组由伪梯度向量... 针对常规无模型自适应控制(MFAC)算法只利用了受控系统I/O数据的零阶信息,许多系统内部信息没有充分利用的缺陷,提出了一种基于紧格式线性化的无模型动态矩阵控制方法。该方法利用紧格式线性化方法把非线性系统转化为一组由伪梯度向量描述的线性系统,将动态矩阵控制算法的预测模型和该伪梯度向量相结合,推导出无模型动态矩阵控制的动态模型。在此基础上,利用滚动优化和反馈校正等策略,推导出了无模型动态矩阵控制律的解析式。由于该方法中引入了受控系统I/O数据所带的系统内部信息,极大地提高了预测模型的精确性,增强了系统的鲁棒性,从而有效改善了控制器的控制性能。仿真结果表明该算法具有一定的结构自适应性、良好的伺服性和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 紧格式线性化 伪梯度 泛模型 动态矩阵控制 无模型控制
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对角CARIMA模型输入输出约束自适应广义预测控制 被引量:8
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作者 李奇安 李平 李悦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1483-1488,共6页
为了简化输入输出约束存在时多变量广义预测控制算法的设计与实现问题,提出了对角结构形式的多变量CARIMA模型的约束广义预测控制算法。根据对角CARIMA模型的结构特点将多输入多输出对象的模型输出预报和参数辨识转化为多输入单输出子... 为了简化输入输出约束存在时多变量广义预测控制算法的设计与实现问题,提出了对角结构形式的多变量CARIMA模型的约束广义预测控制算法。根据对角CARIMA模型的结构特点将多输入多输出对象的模型输出预报和参数辨识转化为多输入单输出子对象的模型输出预报和参数辨识,并详细分析了系统的输入输出约束形式,将模型输出预报、目标函数和约束条件中依赖于模型参数的项与依赖于过程历史数据的项完成分离,简化了模型输出预报的计算及优化问题的求解,从而简化了约束多变量广义预测控制算法的实现。在一个DCS控制的非线性液位装置上的对比实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 广义预测控制 自适应控制 CARIMA模型 多变量控制 约束控制
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乙烯裂解炉先进控制系统开发与应用 被引量:35
10
作者 李平 李奇安 +3 位作者 雷荣孝 陈爱军 任丽丽 曹巍 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2216-2220,共5页
以中国石油兰州石化公司46万吨/年乙烯装置裂解炉为对象,设计并实施了5台SC-1型乙烯裂解炉先进控制系统,包括平均COT温度控制、管间温度平衡控制、总进料流量控制。详细描述了该系统的工程实施,介绍了先进控制系统硬软件结构、先进控制... 以中国石油兰州石化公司46万吨/年乙烯装置裂解炉为对象,设计并实施了5台SC-1型乙烯裂解炉先进控制系统,包括平均COT温度控制、管间温度平衡控制、总进料流量控制。详细描述了该系统的工程实施,介绍了先进控制系统硬软件结构、先进控制与常规控制的切换逻辑、先进控制DCS操作界面。本系统的投用极大地提高了裂解炉控制的平稳性和控制精度,带来了显著的经济效益。 展开更多
关键词 乙烯裂解炉 先进控制 温度控制 乙烯装置
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增量式多变量预测函数控制及其在气体分馏装置中的应用 被引量:6
11
作者 苏成利 施惠元 +2 位作者 李平 王倩 许娜 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期625-631,共7页
针对传统的比例-积分-微分(PID)控制应用于多变量、大滞后的复杂过程时无法获得满意控制效果的问题,该文提出一种增量式多变量预测函数控制(IMPFC)算法。该算法利用过程阶跃响应数据建立增量式传递函数矩阵模型,采用单点线性化方法直接... 针对传统的比例-积分-微分(PID)控制应用于多变量、大滞后的复杂过程时无法获得满意控制效果的问题,该文提出一种增量式多变量预测函数控制(IMPFC)算法。该算法利用过程阶跃响应数据建立增量式传递函数矩阵模型,采用单点线性化方法直接递推出过程预测输出,并对控制增量进行优化求解,解决了位置式预测函数控制算法对控制量约束的不足,使控制量变化更加平缓。通过对预测输出误差和未来的设定值进行多项式拟合,克服了模型失配问题,使预测输出更接近于参考轨迹。在气体分馏装置中的应用表明,该文方法具有良好的跟踪性、鲁棒性和抑制干扰的能力,其控制品质优于传统PID控制。 展开更多
关键词 多变量预测函数控制 增量式模型 气体分馏装置
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一种基于T-S模糊模型的自适应预测函数控制 被引量:8
12
作者 苏成利 李平 +1 位作者 邓淑贤 王树青 《控制工程》 CSCD 2007年第6期610-613,共4页
针对离散时间非线性系统,提出了一种基于T-S模糊模型的自适应预测函数控制算法。该算法利用加权递推最小二乘法在线辨识T-S模糊模型后件参数,以克服模型失配对系统性能的影响。根据辨识得到的模型参数直接递推计算模型的预测输出,而不... 针对离散时间非线性系统,提出了一种基于T-S模糊模型的自适应预测函数控制算法。该算法利用加权递推最小二乘法在线辨识T-S模糊模型后件参数,以克服模型失配对系统性能的影响。根据辨识得到的模型参数直接递推计算模型的预测输出,而不需要求解Dio-phantine方程,进而直接递推求解预测控制律,而不需要求解矩阵逆。仿真结果表明,该算法具有良好的跟踪性能和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性系统 T-S模糊模型 预测函数控制 自适应控制
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一种基于PSO的自适应神经网络预测控制 被引量:8
13
作者 苏成利 吴云 刘晓琴 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期454-457,共4页
针对非线性系统,提出了一种基于微粒群优化(PSO)的自适应神经网络预测控制方法。采用对角递归网络(DRNN)对非线性系统进行建模,并利用扩展卡尔曼滤波(EKF)递推估计算法在线计算网络模型参数的Jacobian矩阵以实现模型参数的自适应。利用... 针对非线性系统,提出了一种基于微粒群优化(PSO)的自适应神经网络预测控制方法。采用对角递归网络(DRNN)对非线性系统进行建模,并利用扩展卡尔曼滤波(EKF)递推估计算法在线计算网络模型参数的Jacobian矩阵以实现模型参数的自适应。利用PSO算法在线优化求解非线性系统的预测控制律,以克服传统基于梯度法的非线性规划方法求解预测控制律时对初始条件非常敏感的缺点。生化发酵过程的仿真结果表明,所提出的控制方法具有良好的跟踪能力和抗干扰能力。 展开更多
关键词 模型预测控制 动态递归神经网络 微粒群优化 非线性系统
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Fuzzy-PID复合控制在温室节水灌溉中的应用 被引量:6
14
作者 邵鹏飞 曹江涛 +1 位作者 桑红 王志恒 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第8期144-147,共4页
为解决温室节水灌溉的需求,综合考虑温室环境因子对灌溉量的影响,通过系统辨识的方法,建立被控对象土壤湿度的数学模型。针对湿度控制大滞后惯性环节的特点,设计了一种Fuzzy-PID复合控制的方法。该方法将模糊控制器和PID控制器并行结合... 为解决温室节水灌溉的需求,综合考虑温室环境因子对灌溉量的影响,通过系统辨识的方法,建立被控对象土壤湿度的数学模型。针对湿度控制大滞后惯性环节的特点,设计了一种Fuzzy-PID复合控制的方法。该方法将模糊控制器和PID控制器并行结合,并采用梯形隶属函数的模糊切换算法进行两者的切换,实现两种控制方法的优势互补。实验仿真结果表明:Fuzzy-PID复合控制响应时间短、超调量小、稳态过程没有振荡,不仅具有较好的动态性能,而且具有比较理想的稳态品质,适用于温室节水灌溉控制。 展开更多
关键词 节水灌溉 土壤湿度 灌溉量 数学模型 FUZZY-PID复合控制
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控制简单的节能型单相全桥逆变器 被引量:3
15
作者 王强 王有政 +1 位作者 王天施 刘晓琴 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期764-768,共5页
为改善单相全桥逆变器的功率变换效率,提出了一种控制简单的节能型单相全桥软开关逆变器拓扑结构.逆变器采用简单的受限单极式正弦脉宽调制方法,在每个开关周期的工作过程中,仅需切换1个主开关和1个辅助开关,而且不需要设定谐振电流阈... 为改善单相全桥逆变器的功率变换效率,提出了一种控制简单的节能型单相全桥软开关逆变器拓扑结构.逆变器采用简单的受限单极式正弦脉宽调制方法,在每个开关周期的工作过程中,仅需切换1个主开关和1个辅助开关,而且不需要设定谐振电流阈值和实时检测负载电流来控制辅助开关,使逆变器的可靠性和实用性得到改善.在逆变器工作过程中,利用辅助电路使主开关实现零电流软开通和零电压软关断,辅助开关也能实现零电流软开通,通过降低开关损耗来实现逆变器节能运行.文中分析了电路工作过程.搭建了一台2 kW样机,实验结果表明主开关和辅助开关都实现了软切换,这为进一步研发高性能的实用新型单相全桥软开关逆变器奠定了理论和技术基础. 展开更多
关键词 逆变器 谐振电路 零电压关断 零电流开通 正弦脉宽调制
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工业串联系统的多约束广义预测控制 被引量:8
16
作者 李平 任朋辉 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2159-2164,共6页
针对由一系列环节串联而成且存在多种约束的复杂工业对象,利用过程的中间变量进行预测和反馈,在充分考虑控制量幅值约束、控制增量幅值约束、中间变量幅值约束、输出误差约束以及最终输出幅值约束共同构成的多约束情况下,提出了工业串... 针对由一系列环节串联而成且存在多种约束的复杂工业对象,利用过程的中间变量进行预测和反馈,在充分考虑控制量幅值约束、控制增量幅值约束、中间变量幅值约束、输出误差约束以及最终输出幅值约束共同构成的多约束情况下,提出了工业串联系统的多约束广义预测控制算法。仿真结果验证了该算法对多约束串联系统的有效性和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 工业串联系统 多约束 广义预测控制 二次规划
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IMNMSSPC算法在盾构机土压平衡控制中的应用 被引量:2
17
作者 宋英莉 刘宣宇 +2 位作者 张凯举 施惠元 王倩 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第4期251-255,270,共6页
针对盾构掘进过程中密封舱内土压平衡控制的精确度低、效果差的问题,提出了一种改进的多变量非最小相位状态空间模型预测控制(IMNMSSPC)应用于密封舱多点土压平衡控制。该方法利用阶跃响应数据建立传递函数模型,将模型转换成状态空间的... 针对盾构掘进过程中密封舱内土压平衡控制的精确度低、效果差的问题,提出了一种改进的多变量非最小相位状态空间模型预测控制(IMNMSSPC)应用于密封舱多点土压平衡控制。该方法利用阶跃响应数据建立传递函数模型,将模型转换成状态空间的形式,在目标函数中引入了可调因子,反馈校正中对预测误差补偿进行校正,有效减小了模型失配时产生的误差;建立了以密封舱多监测点土压力为输出,以盾构机推进速度、螺旋输送机转速为输入的盾构土压平衡过程模型,通过多步预测直接递推出过程预测输出,并对控制量进行优化求解,从而实现土压平衡的自动控制。应用结果表明该算法具有较高的控制精度、良好的跟踪性能和强鲁棒性。 展开更多
关键词 密封舱 土压平衡 多变量系统 状态空间 模型预测控制
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一种克服大纯滞后的预测控制方法 被引量:4
18
作者 刘晓峰 许忠仁 杨丙聪 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第1期49-52,共4页
针对一般工业过程中存在的大纯滞后问题,提出了一种克服大纯滞后的预测控制方法。首先由神经网络辨识出非线性系统的纯滞后时间参数,再用构建的神经网络预测模型预测出未来相应时刻的系统输出,然后用该输出来调整当前时刻的控制量,从而... 针对一般工业过程中存在的大纯滞后问题,提出了一种克服大纯滞后的预测控制方法。首先由神经网络辨识出非线性系统的纯滞后时间参数,再用构建的神经网络预测模型预测出未来相应时刻的系统输出,然后用该输出来调整当前时刻的控制量,从而达到预期的控制目的,仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 神经网络 预测控制 大纯滞后 在线辨识
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三重化交错并联DC/DC变换器优化控制研究 被引量:3
19
作者 邓淑贤 刘晓琴 李敏 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第4期136-140,共5页
设计了一种适用于大容量储能系统功率控制的三重化交错并联双向DC/DC变换器。针对具有强非线性、滞后和参数存在漂移的DC/DC变换器,采用平均状态空间法进行了数学建模及分析,提出了基于电流和电压的双闭环PID控制方案,使用了幅相裕度法... 设计了一种适用于大容量储能系统功率控制的三重化交错并联双向DC/DC变换器。针对具有强非线性、滞后和参数存在漂移的DC/DC变换器,采用平均状态空间法进行了数学建模及分析,提出了基于电流和电压的双闭环PID控制方案,使用了幅相裕度法对PI参数进行整定,最后设计实验验证了所采用的控制策略。实验结果表明,变换器在较宽的工作范围内实现了零电压开关工作,消除了动态电流变化导致的过充和过放,在较大负载变化范围内实现了95%以上的效率。 展开更多
关键词 三重化交错并联 双向DC/DC 双闭环 模糊PID 零电压开关
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基于改进灰色预测模型的自适应PID控制算法 被引量:8
20
作者 刘威 肖军 +1 位作者 翟春艳 付秋峰 《科学技术与工程》 2010年第2期501-504,共4页
针对大滞后系统提出一种基于改进灰色预测模型的自适应PID控制,采用优化背景值和初始条件的改进GM(1,1)模型作为预测模型,用预测结果代替被控对象测量值,克服了大滞后系统控制效果不能及时反馈的不足,并将二次型性能指标引入到PID控制... 针对大滞后系统提出一种基于改进灰色预测模型的自适应PID控制,采用优化背景值和初始条件的改进GM(1,1)模型作为预测模型,用预测结果代替被控对象测量值,克服了大滞后系统控制效果不能及时反馈的不足,并将二次型性能指标引入到PID控制器的整定过程中,按照性能指标的负梯度方向修改加权系数,实现了自适应PID的最优控制。仿真结果证明,该方法对大滞后系统具有较好的适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 灰色预测 自适应控制 PID控制 梯度优化 纯滞后
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