连续发酵过程的神经网络预测和控制

给出了神经网络趋化性算法的一种新的实现策略，在此基础上，提出了一种动态递归神经网络建模方法和一种控制作用受限的自学习非线性控制方法。将其用于连续搅拌签式发酵器的状态变量的在线预测和优化控制，仿真结果表明，预测精度高，控制效果好，具有强抗扰和强鲁棒性。在不知道生化过程模型结构的情况下，神经网络模型，可取很容易地通过在线或离线学习到高度复杂的非线性生化过程的输入．输出关系。对于经过最优操作点，稳态增益的符号会发生变化的这类难以控制的生化过程，神经网络非线性控制策略，可以使生化反应器始终维持在最优状况。本方法有望在实际工业过程中得到应用。     

基于径向基函数网络的非线性通用模型控制

为了克服通用模型控制器要求过程一阶微分模型应该有显式解的局限性，提出了一种基于神经网络的通用模型控制方法，将非线性过程模型应用逆系统的方法在控制算法中直接嵌入过程模型，从而保证通用模型控制策略的可实现性。其参考轨迹是一条典型的二阶曲线，由于径向基函数网络具有许多优点，该控制策略中的神经网络为径向基函数网络。该控制器参数具有明显的物理意义，参数整定方便。仿真实验验证了该控制策略的有效性。     

污水处理过程中模糊自适应广义预测控制方法

污水处理是一个复杂的生化反应过程,具有高度非线性、强耦合、不确定性等特点.本文以基于活性污泥1号模型(ASM1)的污水处理benchmark为研究对象,采用模糊模型描述污水处理过程,利用自适应辨识策略提高模型的精确度,以模糊自适应模型作为预测模型,提出了污水处理过程模糊自适应广义预测控制方法.仿真结果表明:采用的模糊自适应预测控制方法能有效地控制出水水质.     

基于小波核函数极限学习机的模型预测控制模拟

针对醋酸精馏控制中,产品质量采用常规的温度间接控制存在精度低的问题,提出了一种基于小波核函数极限学习机的模型预测控制（KMPC）策略,在醋酸浓度软测量的基础上直接控制产品质量。鉴于小波核函数极限学习机（KELM）算法训练速度快并且稳定的特点,该控制系统采用KELM建立醋酸浓度控制器预测模型,以预测控制器的输出作为再沸器蒸汽流量控制器的设定值,构成串级调节系统,同时,以灵敏板温度、塔底温度、再沸器入口温度、压力等变量作为扰动变量,实现了对复杂精馏过程的前馈控制和非线性预测控制。运用ASPEN DYNAMICS流程模拟软件建立的醋酸精馏塔动态模型对KMPC策略进行仿真研究,结果表明,与传统DMC预测控制方案比较,塔底醋酸浓度控制精度有较大提高,控制结构简单,易于实施,能够实现产品质量的卡边控制。     

纯滞后对象的观测补偿器控制方案

本文讨论了三种用于纯滞后过程的观测补偿器控制方案。第一种方案与Smith预估补偿方案进行了比较,表明它具有实施方便、对于对象模型参数的变化不灵敏以及稳定性较好等优点。第二种方案与前馈控制相类似,通过合适的观测补偿器参数的选择,可以完全补偿可测干扰的影响。第三种方案综合了前两种方案的优点,它不仅有良好的稳定性,而且有较强的适应能力。数字仿真的结果表明这类观测补偿器控制方案还可适用于对象是时变或者非线性的系统。     

自校正模型算法控制及其在青霉素发酵中的应用

针对发酵过程的特点,将参数估计技术引入模型算法控制(MAC),构成自校正模型算法控制,用于时变和非线性的青霉素发酵过程。以在线估计的排气二氧化碳释放率(CER)的脉冲响应模型为基础,进行预测控制,从中求得最佳加糖控制率,使CER跟踪理想变化轨迹,实现对生产的优化控制。仿真结果证明了上述控制算法的可行性和有效性。     

非线性系统的非结构模型和基于它的广义预测控制器

利用离散Laguerre函数的有关性质,给出了一类离散非线性系统的一个非结构模型;将之用于非线性过程广义预测控制器的设计,得到了一个适用于该类非线性过程的广义预测控制算法,并举例说明该算法的有效性。     

基于最小二乘支持向量机的非线性通用模型自适应控制

将模型参考自适应控制方法应用到基于最小二乘支持向量机的通用模型控制策略中,将非线性过程模型应用逆系统的方法可以在控制算法中直接嵌入过程模型,从而克服了通用模型控制器要求过程一阶微分模型应该有显式解的局限性,保证了通用模型控制策略的可实现性。另一方面,加入模型参考自适应环节,提高了该控制器的实时性和鲁棒性,其参数具有明显的物理意义,参数整定方便。仿真实验结果验证了该控制策略的有效性和更好的鲁棒性。     

基于正交函数的双线性系统预测控制器设计方法

基于离散脉冲正交函数及其性质,建立了一种新的附加系统方法,以实现双线性系统的预测控制方案。这种设计方法避免了非线性优化问题,所有的运算均为代数计算,使设计过程得以简化。对合成氨反应器仿真结果,证明了本法的有效性。     

非线性系统两变量控制下的分枝特性

采用分枝理论推导非线性系统两变量P和PI控制下的分枝特性,所导得的几个定理阐明了简单分枝点和Hopf分枝点的位置和性质。一个简化精馏塔模型用于演示这一过程,展示出精馏塔系统在闭环时,可能出现多态和极限环。     

基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统设计

在前馈控制器设计思想的启发下,提出了一种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统。该控制系统首先把非线性过程近似为一个线性的ARX模型和一个基于神经模糊系统的线性化误差模型(FNNM)组成的合成模型,把线性化误差模型的输出看作可测量的“扰动”,然后再引入前馈控制器,利用被控制过程的输入、误差模型的输出、线性ARX模型输出和系统输出值之间的误差以及被控制过程的合成模型的梯度信息对控制器参数进行在线调节,从而获得较好的控制结果。将提出的基于线性化误差模型的自适应控制系统用于简单不可逆放热反应的连续搅拌型化学反应器CSTR中,并与传统的PID控制器进行比较。仿真结果表明：这种基于神经模糊系统的自适应前馈反馈控制器和PID控制器相比,能得到更快、更好的控制效果。     

基于模糊神经模型的自适应单神经元控制系统设计

提出一种基于模糊神经模型的自适应单神经元控制系统.该控制系统首先根据采集到的输入输出数据建立被控过程模型,并在此基础上引入单神经元控制器.通过李亚普诺夫方法对控制器参数进行在线调节,从而使得系统输出值能够较快跟踪设定值.理论分析和仿真结果表明:本文提出的单神经元控制器和传统的PID控制器具有极其相似的结构,因此,具有结构简单、易于操作的特点,具有较快的跟踪速度,并且控制参数可以在线调节.     

基于西门子PCS7的搅拌反应釜连续反应控制系统

针对搅拌反应釜连续反应过程,采用多功能过程和实验系统（MPCE）中的连续搅拌反应过程（CSTR）进行控制系统设计。进料流量采用比值控制,液位采用串级控制,升温过程采用预测模糊控制,恒温阶段采用模糊免疫PID控制,并设计了压力安全联锁控制系统。基于西门子PCS7 产品进行工程实现,运行结果表明：控制系统中各种控制策略操作简单,控制效果、安全性和可行性较好。     

PFC-PID控制在加热炉炉膛压力控制中的应用

针对工业P ID控制器不能很好兼顾抗干扰性与鲁棒性的缺点,将预测函数控制(PFC)与P ID控制相结合,提出一种具有PFC-P ID控制结构的新型预测函数控制器并成功地应用到工业焦化加热炉炉膛压力的控制中。由于其控制策略实现了目标和控制的分层,因此其控制效果要优于仅存在P ID控制的情形。实际工业应用表明了该方法的有效性。     

基于MFAC-PID的核电站蒸汽发生器水位控制

核电站蒸汽发生器水位的控制性能不好是引发机组非计划停堆的主要原因。尤其在低功率平台下,蒸汽发生器水位的“缩涨效应”明显,并且给水流量和蒸汽流量的测量误差较大,利用传统的控制方案来控制水位的稳定比较困难。对此,本文提出了一种无模型自适应(MFAC)控制策略,即外环采用MFAC控制,内环采用PID控制。仿真结果表明,与传统蒸汽发生器的PID串级控制相比,本文提出的控制方法具有更好的稳定性,同时,抗干扰性和鲁棒性也优于现行的PID串级控制。此外,MFAC的设计过程和结构简单,便于工程应用。     

模糊PID控制用于PCR芯片实验室温控系统

介绍了一种采用自校正模糊PID控制算法的PCR芯片实验室温度控制系统。该系统将模糊推理控制与PID控制相结合,利用PCR芯片上溅射的Pt电阻获取温度信号,通过PID精确输出控制在芯片背面直接制备的微加热器和外加的半导体致冷器件,实现了PCR芯片的高精度快速变温控制,可用于近场光学显微镜实时探测PCR扩增反应过程中荧光信号的近场分布,为实现高灵敏度DNA定量检测提供了必要条件。     

微机程序温度控制仪的研制

研制成功的微机程序温度控制仪,能按照微机存贮器中所给定的温度模式自动地控制炉温。这个温度模式可以模拟任何曲线或函数,可调出执行,也可根据需要进行改写。仪器上装有16位数码显示管,能够实时地显示编程过程和运行过程。此外,采用了非线性校正和PID调节规律。本仪器在炉温控制方面,为科研和生产提供了有力的手段。     

单参数模糊PID在塑料挤出机温度控制系统中的应用

论述了SIMAT IC S7-300可编程控制器在塑料挤出机温度控制系统中的应用,控制回路采用单参数模糊P ID(比例、积分、微分)脉宽调功法。控制系统把单参数模糊P ID控制和PLC(可变程序逻辑控制器)的逻辑判断指令结合起来,使P ID控制更为灵活,能较好地满足生产过程的要求。详细描述了该系统的工作原理和PLC的硬件组成、软件编制。     

固定床反应器基于改进混合模型的串级推断控制

提出了非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制策略。道德提出了邻二甲苯氧化非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的推断估计器;然后设计了基于新型非线性自适应控制算法的副控制器和基于程序变增益ＰＩＤ的主控制器,同时设计了新型非线性滤波器以解决该反应器主回路比副回路响应快的问题;最后建立了该固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制系统。仿真结果表明该推断估计器具有良好的静态、动态     

氧化铝熟料烧结回转窑智能控制系统设计与应用

介绍了氧化铝熟料烧结回转窑的工艺生产过程。针对生产过程存在的大滞后、非线性和多变量强耦合等特点,提出了基于自适应模糊控制、软开关控制、自适应预测控制和传统回路控制相结合的智能控制策略,并基于此策略在计算机集散控制系统上开发了氧化铝熟料烧结回转窑智能控制软件,成功应用于某公司氧化铝熟料烧结回转窑,实现了氧化铝熟料烧结回转窑的稳定控制。该系统投运以来可靠性高,控制效果及时、准确,具有在冶金、水泥等行业推广的价值。