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四容水箱的小波神经网络广义预测控制 被引量：5
1
作者 宋清昆 余杉钰 韩笑 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第16期216-220,228,共6页
针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,采用了小波神经网络广义预测控制(WNNGPC)策略。利用小波神经网络良好的函数逼近能力,对系统被控对象进行辨识,得到控制系统的预测模型,再结合广义预测控制良好的控制性能,达... 针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,采用了小波神经网络广义预测控制(WNNGPC)策略。利用小波神经网络良好的函数逼近能力,对系统被控对象进行辨识,得到控制系统的预测模型,再结合广义预测控制良好的控制性能,达到对四容水箱系统的稳定控制。在系统辨识的过程中,采用的是改进的BP学习算法,这一算法能够快速平稳地修正网络权值和阈值,使预测输出平滑地趋近期望输出。在解决系统的耦合问题上,利用了模糊控制的通用逼近性,设计了模糊前馈补偿解耦。基于模糊补偿解耦的WNNGPC对四容水箱进行控制实验,并对比分析实验结果。结果表明,这一控制策略对四容水箱进行控制时取得了较好的控制效果。 展开更多
关键词 四容水箱 小波神经网络 广义预测控制 模糊补偿解耦
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基于GUI的四容水箱半实物仿真平台设计 被引量：2
2
作者 张婧 林枫 +2 位作者 卢晓 李玉霞 盖文东 《实验室科学》 2019年第2期51-55,59,共6页
多容水箱作为具有非线性、多变量、强耦合等特性的实验装置,为教学提供了具体的控制对象。针对多容水箱实验装置目前存在的问题,设计了一个基于GUI的四容水箱半实物仿真平台。平台以单片机(STC89C51)为控制器,利用Matlab的S函数实现四... 多容水箱作为具有非线性、多变量、强耦合等特性的实验装置,为教学提供了具体的控制对象。针对多容水箱实验装置目前存在的问题,设计了一个基于GUI的四容水箱半实物仿真平台。平台以单片机(STC89C51)为控制器,利用Matlab的S函数实现四容水箱的非线性数学模型,通过串口通讯完成水箱液位控制,并且设计GUI界面以实时监控水箱液位及参数。该平台不仅占地少,成本低,灵活性大,而且便于展示控制效果和二次开发,提高学生的学习兴趣和实践能力。 展开更多
关键词 四容水箱 半实物仿真 图形用户界面
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四容水箱过程预测控制 被引量：2
3
作者 霍煜 薛婵 袁德成 《石油化工自动化》 CAS 2018年第1期31-34,47,共5页
针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,首先设计模型预测控制(MPC)策略,由于采用了多步预估技术,从而能有效地解决时延过程问题。然后设计隐式广义预测自校正控制(GPC)策略,利用反馈校正能及时修正预测值,使优化建... 针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,首先设计模型预测控制(MPC)策略,由于采用了多步预估技术,从而能有效地解决时延过程问题。然后设计隐式广义预测自校正控制(GPC)策略,利用反馈校正能及时修正预测值,使优化建立在较准确的预测基础上,从而提高了控制的鲁棒性。在建立四容水箱过程机理模型的基础上,通过仿真验证实现四容水箱液位预测控制,并给出了相应的实验结果。仿真结果表明:通过预测控制算法良好的控制性能,可以实现对四容水箱系统的稳定控制。 展开更多
关键词 四容水箱 多变量控制 模型预测控制 隐式广义预测控制
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带有改进自适应动量因子的四容水箱DRNN控制系统设计
4
作者 周瑞敏 王瑞尧 +1 位作者 司文杰 李志军 《工业控制计算机》 2021年第1期19-22,共4页
针对多变量耦合的四容水箱系统,提出一种带有自适应动量因子的对角递归神经网络(DRNN)自学习PID控制方法。首先依据四容水箱实验平台的结构,简要介绍了被控对象的数学模型,并给出了以PID为主控制器,DRNN用于辨识系统动态的总体控制方案... 针对多变量耦合的四容水箱系统,提出一种带有自适应动量因子的对角递归神经网络(DRNN)自学习PID控制方法。首先依据四容水箱实验平台的结构,简要介绍了被控对象的数学模型,并给出了以PID为主控制器,DRNN用于辨识系统动态的总体控制方案;其次,考虑到耦合系统中控制输入与系统输出的之间耦合作用,为了减小整体跟踪误差,给出了调节PID控制器参数的全局性能指标;然后为了防止网络权值调整过程中出现收敛缓慢和震荡问题,设计了自适应动量因子;最后通过数值展示与仿真对比,验证了该文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 四容水箱 多变量耦合 对角递归神经网络 自适应动量因子
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控制输入受限的四水箱系统分布式预测PI控制 被引量：3
5
作者 韩光信 付伟 刘冬 《吉林化工学院学报》 CAS 2019年第9期51-53,共3页
工程实践中,控制输入约束是普遍存在的.四水箱系统是有着广泛工程应用背景的典型多流程系统,具有动态过程缓慢、强耦合、强非线性等显著特征,由于能量限制其控制输入只能在允许范围内变化.首先基于相对增益矩阵(RGA)分析确定了分布式控... 工程实践中,控制输入约束是普遍存在的.四水箱系统是有着广泛工程应用背景的典型多流程系统,具有动态过程缓慢、强耦合、强非线性等显著特征,由于能量限制其控制输入只能在允许范围内变化.首先基于相对增益矩阵(RGA)分析确定了分布式控制结构,进而确定了预测PI控制策略,仿真结果表明,与常规PI控制方法相比,分布式预测PI控制能够更有效地克服控制输入积分饱和现象,明显提高系统动态性能,且易于工程应用. 展开更多
关键词 四水箱系统 控制输入受限 分布式结构 预测PI控制
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四容水箱实验装置数学模型的特点分析 被引量：2
6
作者 何豫溪 冀学青 +1 位作者 朱兆霞 邹斌 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第2期44-49,共6页
为研究一个高阶、非线性且其零点可在S的左右平面移动的四容水箱系统以及为该系统的控制实验方案的设计提供基础,通过建立不同阀门关断/开启的水箱系统的状态方程、传递函数矩阵等数学模型,讨论了模型的结构特征;通过研究阀门开度变化... 为研究一个高阶、非线性且其零点可在S的左右平面移动的四容水箱系统以及为该系统的控制实验方案的设计提供基础,通过建立不同阀门关断/开启的水箱系统的状态方程、传递函数矩阵等数学模型,讨论了模型的结构特征;通过研究阀门开度变化对系统零极点位置的影响,揭示了四容水箱系统的数学模型特点。结果表明,调整水泵的开断及阀门开度可方便地构成MIMO和SISO系统,泰勒级数展开的初始条件不同模型的特点不同,系统零点在S左右平面上分布取决于水泵阀门开度γ_1+γ_2,改变阀门开度,特别是互联阀门的开度可以改变零极点位置,进而影响控制方案的设计。 展开更多
关键词 四容水箱控制 数学模型 零极点位置 泰勒级数展开
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相平面分区法在四容水箱液位控制中的应用 被引量：1
7
作者 李艳坡 潘丰 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1115-1118,共4页
当四容水箱系统包含非最小相位零点时,基于模型的控制策略的液位控制效果不理想,因此本文提出了更为实用的相平面分区法。它能直接根据当前的误差和误差变化率计算出与此相适应的控制量,不需要对系统建模,具有很强的抗干扰性,适合于对... 当四容水箱系统包含非最小相位零点时,基于模型的控制策略的液位控制效果不理想,因此本文提出了更为实用的相平面分区法。它能直接根据当前的误差和误差变化率计算出与此相适应的控制量,不需要对系统建模,具有很强的抗干扰性,适合于对耦合系统进行控制;同时针对多容水箱的时滞问题,通过加入微分反馈,抑制了时滞引起的超调。仿真结果表明,该策略2个液位控制回路的累积误差比动态矩阵控制法分别减少11%和12%,比改进的解耦法分别减少20%和38%。 展开更多
关键词 相平面分区控制 微分反馈 四容水箱
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非线性四容水箱预测控制研究 被引量：2
8
作者 赵一博 《自动化与仪表》 北大核心 2012年第7期38-41,共4页
根据工业现场实际控制中实现预测控制的困难,提出了利用OPC通讯技术把Matlab与PLC/HMI工业控制系统进行集成,并实现预测控制的方案。文中还针对非线性四容水箱系统建立了机理模型,并通过在线辨识获得四容水箱模型的未知参数,从而对水箱... 根据工业现场实际控制中实现预测控制的困难,提出了利用OPC通讯技术把Matlab与PLC/HMI工业控制系统进行集成,并实现预测控制的方案。文中还针对非线性四容水箱系统建立了机理模型,并通过在线辨识获得四容水箱模型的未知参数,从而对水箱液位进行控制。实际控制结果表明,预测控制能够很好地使水箱液位跟踪设定值,验证了该控制策略的可行性及有效性。 展开更多
关键词 四容水箱 多变量控制 预测控制
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