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基于AGA的ADRC及其应用研究 被引量:22
1
作者 刘丁 刘晓丽 杨延西 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1909-1911,1916,共4页
提出了自适应遗传算法(AGA)选取与优化自抗扰控制器(ADRC)参数的方法,较好地解决了其过多参数难以调节的问题。采用一阶ADRC对连续搅拌反应釜(CSTR)系统进行控制,并用简化的一阶ADRC控制平面两连杆机械手水平方向的正弦运动,仿真结果验... 提出了自适应遗传算法(AGA)选取与优化自抗扰控制器(ADRC)参数的方法,较好地解决了其过多参数难以调节的问题。采用一阶ADRC对连续搅拌反应釜(CSTR)系统进行控制,并用简化的一阶ADRC控制平面两连杆机械手水平方向的正弦运动,仿真结果验证了算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 自抗扰控制器 自适应遗传算法 参数优化 连续搅拌反应釜 两连杆机械手
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基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制及应用 被引量:8
2
作者 刘玉平 翟廉飞 柴天佑 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1671-1676,共6页
针对一类未知的单输入单输出离散非线性系统,提出了基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制方法。该方法由线性自适应PID控制器、神经网络非线性自适应PID控制器以及切换机构组成。采用线性自适应PID控制器可保证闭环系统所有信号有... 针对一类未知的单输入单输出离散非线性系统,提出了基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制方法。该方法由线性自适应PID控制器、神经网络非线性自适应PID控制器以及切换机构组成。采用线性自适应PID控制器可保证闭环系统所有信号有界;采用神经网络非线性自适应PID控制器可改善系统性能;通过引入合理的切换机制,能够在保证闭环系统稳定的同时,提高系统性能。理论分析表明,该方法能够保证闭环系统所有信号有界,如果适当地选择神经网络的结构和参数,系统的跟踪误差将收敛于任意给定的紧集。将所提出的方法应用于连续搅拌反应釜,仿真结果验证了所提出方法的有效性。由于该方法基于增量式数字PID控制器,在工业过程中有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 PID控制 自适应控制 多模型 神经网络 连续搅拌反应釜
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混合粒子群优化算法及其应用 被引量:9
3
作者 邢杰 萧德云 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1707-1710,共4页
提出了一种通过改进全局最优位置粒子寻优策略而提高粒子群优化计算效率的混合粒子群优化算法。针对流程工业典型设备的状态跟踪预报等有计算时间限制的优化问题,混合粒子群优化算法在不改变原有粒子群粒子寻优策略的前提下,将粒子群整... 提出了一种通过改进全局最优位置粒子寻优策略而提高粒子群优化计算效率的混合粒子群优化算法。针对流程工业典型设备的状态跟踪预报等有计算时间限制的优化问题,混合粒子群优化算法在不改变原有粒子群粒子寻优策略的前提下,将粒子群整体已搜寻到的全局最优位置看作一个特殊的粒子,令该粒子执行梯度下降寻优的寻优策略。在粒子群的寻优迭代计算中增加全局最优位置粒子单独的梯度下降寻优过程,从而将粒子群优化算法的全局寻优特性与梯度下降算法的邻域寻优特性相结合,以提高粒子群优化算法的整体寻优效率,进而缩短寻优计算的时间。针对流程工业典型设备的实际应用表明,混合粒子群优化算法能够减少寻优迭代次数,进而缩短优化计算时间。 展开更多
关键词 混合粒子群优化算法 模拟退火 神经网络 连续搅拌反应釜
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基于模糊规则分类的分布式RBF网络软测量模型 被引量:6
4
作者 常玉清 王福利 《计量学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期131-133,150,共4页
本文提出了一种利用基于模糊规则分类的分布式RBF网络来建立软测量模型的方法。该方法不但使样本数据的分类更加合理 ,而且在确定输入数据相对于各子网的隶属度时 ,计算量大大降低 ,从而提高了网络的估计速度。
关键词 模糊规划分类 分面式RBF网络 连续搅拌反应釜 工业过程 仿真 软测量模型
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一类典型工业过程的 RBF 神经网络控制 被引量:5
5
作者 王旭东 邵惠鹤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期122-126,共5页
根据一类典型工业过程的特点,提出了一种神经网络控制方案.该方法基于RBF(RadialBasisFunction)神经网络辨识过程模型,然后在此模型基础上设计内模控制.利用连续搅拌反应釜(CSTR)系统进行仿真设计,... 根据一类典型工业过程的特点,提出了一种神经网络控制方案.该方法基于RBF(RadialBasisFunction)神经网络辨识过程模型,然后在此模型基础上设计内模控制.利用连续搅拌反应釜(CSTR)系统进行仿真设计,结果表明方案有效. 展开更多
关键词 RBF神经网络 连续搅拌反应釜 辨识 内模控制
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基于PSO优化RBF神经网络的反应釜故障诊断 被引量:10
6
作者 陈波 潘海鹏 邓志辉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第18期2204-2207,共4页
针对单一径向基函数(RBF)神经网络在反应釜故障诊断中泛化能力不足的缺点,设计了基于粒子群(PSO)算法优化的RBF神经网络。利用PSO算法操作简单、容易实现等特点及其智能背景,对RBF神经网络的参数、连接权重进行优化,并用经PSO算法优化的... 针对单一径向基函数(RBF)神经网络在反应釜故障诊断中泛化能力不足的缺点,设计了基于粒子群(PSO)算法优化的RBF神经网络。利用PSO算法操作简单、容易实现等特点及其智能背景,对RBF神经网络的参数、连接权重进行优化,并用经PSO算法优化的RBF神经网络对反应釜故障进行仿真诊断。仿真诊断结果表明,PSO算法优化的RBF神经网络具有较好的分类效果,较RBF诊断模型精度高、收敛快,具有推广应用价值。 展开更多
关键词 RBF神经网络 粒子群优化算法 故障诊断 连续搅拌反应釜
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基于微粒群优化的鲁棒PID控制器参数整定方法研究 被引量:7
7
作者 徐志成 《化工自动化及仪表》 EI CAS 2006年第5期22-25,共4页
针对复杂工业过程中存在的一类模型不确定问题,提出一种新的鲁棒PID控制器参数整定方法。通过将鲁棒PID控制器的参数整定问题转化成一个m ax-m in优化问题,利用微粒群优化(PSO)的协作算法对之进行求解,能获得某种鲁棒性能指标最优的PID... 针对复杂工业过程中存在的一类模型不确定问题,提出一种新的鲁棒PID控制器参数整定方法。通过将鲁棒PID控制器的参数整定问题转化成一个m ax-m in优化问题,利用微粒群优化(PSO)的协作算法对之进行求解,能获得某种鲁棒性能指标最优的PID控制器。对连续搅拌反应釜系统的实例仿真结果表明:与其它典型鲁棒PID控制器设计方法相比,本方法得到的PID控制器具有更强的鲁棒性和抗干扰能力,当过程操作范围发生大的变化时,利用本方法设计的鲁棒PID控制器能获得满意的结果。 展开更多
关键词 微粒群优化 PID控制器 连续搅拌反应釜
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连续搅拌反应釜系统的非线性鲁棒控制 被引量:7
8
作者 刘松 李东海 +1 位作者 薛亚丽 陈金莉 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期398-404,共7页
基于非线性鲁棒控制理论,针对一类单输入单输出连续搅拌反应釜(CSTR)模型设计了具有高增益观测器的非线性鲁棒控制器(ONRC),并提出了一种简单的控制器参数整定方法。与非线性鲁棒控制器(NRC)和滑模控制方法(SMC)的仿真结果比较表明,ONR... 基于非线性鲁棒控制理论,针对一类单输入单输出连续搅拌反应釜(CSTR)模型设计了具有高增益观测器的非线性鲁棒控制器(ONRC),并提出了一种简单的控制器参数整定方法。与非线性鲁棒控制器(NRC)和滑模控制方法(SMC)的仿真结果比较表明,ONRC对系统不确定性和干扰具有更好的抑制作用,通过Monte-Carlo试验检验显示,ONRC在模型参数摄动时具有更好的性能鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性 鲁棒控制 连续搅拌反应釜 高增益观测器
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基于T-S模糊模型与粒子群优化的非线性预测控制 被引量:8
9
作者 王书斌 单胜男 罗雄麟 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期176-187,共12页
引言模型预测控制属于一种基于模型的多变量的控制算法,发展至今已在化工过程控制方面得到了广泛的应用[1-5]。状态反馈预测控制[6-8]是模型预测控制技术的一种,基于状态空间模型。
关键词 预测控制 非线性 T-S模糊模型 粒子群优化算法 连续搅拌反应釜
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连续搅拌反应釜的固定时间命令滤波跟踪控制 被引量:1
10
作者 刘凯 辛丽平 +1 位作者 刘家硕 张静 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1936-1942,共7页
针对一类连续搅拌反应釜系统的跟踪控制问题,提出一种基于反步法和模糊逻辑系统的自适应固定时间命令滤波控制方法.利用命令滤波器引入误差补偿机制消除滤波误差的影响,并解决反步法虚拟控制信号重复求导的问题;采用模糊逻辑系统对系统... 针对一类连续搅拌反应釜系统的跟踪控制问题,提出一种基于反步法和模糊逻辑系统的自适应固定时间命令滤波控制方法.利用命令滤波器引入误差补偿机制消除滤波误差的影响,并解决反步法虚拟控制信号重复求导的问题;采用模糊逻辑系统对系统中存在的非线性部分进行逼近;利用固定时间控制方法使系统跟踪误差更迅速收敛至较小邻域内,且收敛时间不依赖系统初始状态;通过Lyapunov定理证明连续搅拌反应釜系统的闭环稳定性;利用Matlab/Simulink仿真实验验证所提出控制方法的有效性.与现有控制方法相比,该控制方法具有控制器结构简单、收敛速度快、控制精度高、无超调等优点. 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 固定时间控制 模糊逻辑系统 命令滤波 反步法
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改进的一般化学习网络内模控制在CSTR中的应用 被引量:6
11
作者 张伟 李大字 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期100-104,共5页
以连续搅拌反应釜(CSTR)为例,通过对一般化学习网络(ULN)分支上时间延迟的优化训练,提高了CSTR这类具有滞后环节的复杂非线性系统的建模精度。将一般化学习网络和模糊理论相结合,提出了一种改进的神经网络内模控制方法(改进的ULN-IMC)... 以连续搅拌反应釜(CSTR)为例,通过对一般化学习网络(ULN)分支上时间延迟的优化训练,提高了CSTR这类具有滞后环节的复杂非线性系统的建模精度。将一般化学习网络和模糊理论相结合,提出了一种改进的神经网络内模控制方法(改进的ULN-IMC)。仿真结果表明,改进的ULN-IMC可有效的提高CSTR的跟踪和抗扰动定值控制过程。 展开更多
关键词 一般化学习网络 连续搅拌反应釜 时间延迟 神经网络内模控制 模糊理论
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函数连接神经网络在CSTR系统仿真中的应用 被引量:3
12
作者 刘昆 叶许红 颜钢锋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第4期504-505,513,共3页
采用一种函数连接的人工神经网络方法用于CSTR系统仿真,和具有MLP结构和BP算法的前馈神经网络相比,具有隐层数目少,学习算法简单快速的优点,在一个非线性CSTR系统模型仿真中的应用表明该方法具有良好的性能。
关键词 函数连接 神经网络 CSTR 系统仿真 反向传播算法 连续搅拌反应釜 化学反应
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基于观测器的连续搅拌反应釜命令滤波控制
13
作者 刘凯 辛丽平 +1 位作者 孔晓涵 刘家硕 《计算机仿真》 2024年第3期271-277,491,共8页
针对连续搅拌反应釜系统在实际应用过程中存在的外部扰动和状态不可测问题,设计了一种基于观测器的模糊自适应命令滤波控制策略。首先,利用模糊逻辑系统去逼近系统中存在的非线性函数,同时设计模糊状态观测器对系统的状态变量实时估计;... 针对连续搅拌反应釜系统在实际应用过程中存在的外部扰动和状态不可测问题,设计了一种基于观测器的模糊自适应命令滤波控制策略。首先,利用模糊逻辑系统去逼近系统中存在的非线性函数,同时设计模糊状态观测器对系统的状态变量实时估计;其次,将自适应反步控制方法与命令滤波技术相结合,通过设计非线性扰动观测器准确估计系统的外部扰动,并在反步法设计过程中进行扰动补偿,从而使控制器的设计过程更简单,同时解决了传统反步法导致的“计算爆炸”问题。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所设计控制方案具有稳态误差小、控制精度高、抗干扰能力强,可直接对系统状态变量进行观测的优点。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 扰动观测器 模糊控制 模糊观测器 命令滤波 反步
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连续搅拌反应釜机理建模与开放式虚拟仿真系统开发 被引量:6
14
作者 邓晓刚 于佐军 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第1期114-117,121,共5页
以一类常见的化学反应器——连续搅拌反应釜(CSTR)为虚拟仿真对象,提出一种基于化学反应器装置机理模型的开放式虚拟仿真系统开发方法。首先,使用机理分析法建立数学模型;然后,在LabVIEW软件中构建工艺流程界面,并基于四阶龙格-库塔法... 以一类常见的化学反应器——连续搅拌反应釜(CSTR)为虚拟仿真对象,提出一种基于化学反应器装置机理模型的开放式虚拟仿真系统开发方法。首先,使用机理分析法建立数学模型;然后,在LabVIEW软件中构建工艺流程界面,并基于四阶龙格-库塔法编制虚拟仿真程序;进一步,利用共享变量引擎将虚拟装置数据发布到OPC Server中,使虚拟系统具有良好的开放性。以Matlab软件为例,说明了共享数据的调用过程。该虚拟仿真系统不但能够较好地模拟CSTR的工艺特性,而且其数据的开放性有助于学生自行设计控制方案、自主开展创新性实验研究。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 机理建模 虚拟仿真 LABVIEW OPC
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基于T-S模型的连续搅拌反应釜鲁棒L_2-L_∞控制 被引量:6
15
作者 李艳辉 冯岩 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2014年第3期247-253,共7页
为实现对连续搅拌反应釜(CSTR:Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制,根据CSTR反应特点,采用T-S模糊模型逼近非线性对象,研究鲁棒L2-L∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量,模糊规则... 为实现对连续搅拌反应釜(CSTR:Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制,根据CSTR反应特点,采用T-S模糊模型逼近非线性对象,研究鲁棒L2-L∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量,模糊规则少。应用平行分配补偿算法(PDC:Parallel Distributed Compensation),给出局部控制器的设计方法,并利用线性矩阵不等式(LMI:Linear Matrix Inequality)技术设计全局控制器,在此基础上把控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。最后仿真验证了该方法的有效性,从而可扩展到其他化学工业反应中。 展开更多
关键词 鲁棒L2-L∞性能 连续搅拌反应釜 T-S模糊模型 线性矩阵不等式
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基于终端代价函数的连续搅拌反应釜无穷时域经济性预测控制优化
16
作者 毛冉 郑鹏远 +2 位作者 杨亦玘 王雅琳 秦海杰 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第9期48-53,76,共7页
针对连续搅拌反应釜,设计一种基于不变集技术和终端代价函数的无穷时域经济性预测控制优化算法。在经济指标中引入动态指标,构造基于寻优动态指标加权矩阵系数的二次复合性能指标,进而通过不变集技术离线计算终端约束集和终端代价函数;... 针对连续搅拌反应釜,设计一种基于不变集技术和终端代价函数的无穷时域经济性预测控制优化算法。在经济指标中引入动态指标,构造基于寻优动态指标加权矩阵系数的二次复合性能指标,进而通过不变集技术离线计算终端约束集和终端代价函数;将有限时域内的复合性能指标附加终端代价函数,构造无穷时域性能指标,对连续搅拌反应釜进行无穷时域优化控制,改善经济性能;仿真验证了所设计算法的有效性。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 寻优动态指标加权矩阵系数 二次复合性能指标 终端代价函数 无穷时域 经济性预测控制
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基于Simulink的连续搅拌反应釜的建模与仿真 被引量:6
17
作者 何美霞 杨友平 《长江大学学报(自科版)(上旬)》 CAS 2015年第10期21-25,4,共5页
作为化工过程中的重要设备,连续搅拌反应釜(CSTR)决定了化工产品的质量和生产能力。针对非线性的CSTR系统,基于Simulink平台采用模块组建和S-Function这2种方式创建其单输入单输出状态空间仿真模型。取系统的一个稳定工作点,在仿真时间... 作为化工过程中的重要设备,连续搅拌反应釜(CSTR)决定了化工产品的质量和生产能力。针对非线性的CSTR系统,基于Simulink平台采用模块组建和S-Function这2种方式创建其单输入单输出状态空间仿真模型。取系统的一个稳定工作点,在仿真时间的不同时段,利用动态矩阵控制(DMC)算法,通过改变冷却剂温度实现对系统出口物料温度的控制。利用该模型可模拟冷却剂温度对出口物料温度的影响。仿真曲线验证了该模型的正确性与可行性,可用于连续搅拌反应釜系统中实现动态仿真。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 动态矩阵控制 SIMULINK 建模 仿真
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基于观测器的串级连续搅拌反应釜有限时间命令滤波控制 被引量:1
18
作者 张静 辛丽平 +1 位作者 单文悦 刘家硕 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第7期1248-1258,共11页
针对串级连续搅拌反应釜中浓度和温度的测量问题,提出了基于观测器的有限时间命令滤波控制方法。在观测器的基础上,将有限时间控制与命令滤波相结合,为串级连续搅拌反应釜系统设计控制器。首先,利用模糊逻辑系统逼近非线性函数,利用命... 针对串级连续搅拌反应釜中浓度和温度的测量问题,提出了基于观测器的有限时间命令滤波控制方法。在观测器的基础上,将有限时间控制与命令滤波相结合,为串级连续搅拌反应釜系统设计控制器。首先,利用模糊逻辑系统逼近非线性函数,利用命令滤波技术解决反步法中“计算爆炸”的问题,并引入误差补偿信号来消除静态误差;然后,利用有限时间控制实现反应过程的快速精准控制;之后,利用观测器对系统中生成物和反应物的浓度、温度等状态变量进行估计;最后,利用李雅普诺夫函数证明了系统的稳定性。MATLAB仿真结果表明,该方法具有较好的控制性能且获得了精准的观测效果。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 观测器 自适应模糊控制 命令滤波 有限时间
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一种新的预测PID控制器 被引量:2
19
作者 付东波 田学民 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2004年第3期111-114,共4页
提出了一种新的预测PID控制器 ,通过将广义预测控制的控制律写成PID的形式 ,使PID控制器具有预测的功能。同时 ,在广义预测控制的性能指标中引入稳态误差加权项 ,用较小的预测时域和稳态条件代替较大的预测时域 ,从而减小了在线计算量... 提出了一种新的预测PID控制器 ,通过将广义预测控制的控制律写成PID的形式 ,使PID控制器具有预测的功能。同时 ,在广义预测控制的性能指标中引入稳态误差加权项 ,用较小的预测时域和稳态条件代替较大的预测时域 ,从而减小了在线计算量。在连续搅拌反应釜 (CSTR)上进行的仿真试验验证了该技术的可行性 ,新控制器的控制性能优于普通的预测PID控制器。 展开更多
关键词 PID控制器 连续搅拌反应釜 CSTR 冷却剂 自动控制系统 CARIMA
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连续搅拌反应釜离散模型辨识与滑模控制 被引量:5
20
作者 官星辰 刘航 +1 位作者 马鲁宁 赵东亚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第3期440-447,共8页
针对连续搅拌反应釜(Continuous Stirred tank Reactor, CSTR)的复杂化工过程,采用多输入多输出最小二乘辨识法,应用大量输入输出数据,得到易于控制器设计的离散状态空间模型。并根据得到的模型,设计了一种离散非线性滑模控制器,证明了... 针对连续搅拌反应釜(Continuous Stirred tank Reactor, CSTR)的复杂化工过程,采用多输入多输出最小二乘辨识法,应用大量输入输出数据,得到易于控制器设计的离散状态空间模型。并根据得到的模型,设计了一种离散非线性滑模控制器,证明了其稳定性。最后,在MATLAB中进行仿真验证,与常规的PID控制方法对比,说明了该方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 连续搅拌反应釜 系统辨识 离散滑模控制
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