摘要：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。

摘要：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。

摘要：本文针对非线性多阶段间歇过程在切换瞬间存在异步切换的问题,提出了一种鲁棒模糊预测异步切换控制方法.该方法将非线性多阶段间歇过程表示为同步子系统和异步子系统的等效闭环扩展Takagi-Sugeno模糊模型,在此基础上给出了确保每个批次指数稳定和每个阶段渐近稳定的,基于线性矩阵不等式的稳定性条件以及不同情况运行时间的计算方法.根据运行时间采用超前切换思想,避免异步切换情况的出现,保证系统的稳定运行.仿真案例表明所设计的控制器是有效的和可行的.

摘要：对于工业过程控制中有线控制存在的布线困难、可拓展性差、维护成本高等问题,本文设计并开发了具有丢包补偿GORC-PID(generalized open-loop response control-PID)算法的无线温度控制系统。以工业上通用的WirelessHART为标准协议,使用无线硬件设备搭建无线通信网络,替代有线通信方式,并以监视与控制通用系统(monitor and control generated system, MCGS)组态软件为控制平台,采用改进的广义开环响应控制(generalized open-loop response control, GORC)与PID控制相结合的控制算法,通过构建的具有丢包补偿的Smith预估器对丢包数据进行估计,得出补偿的估计值,并参与GORC滚动优化中,来实现对温度的实时监测与控制。以高温炉作为研究对象进行实验,结果表明所设计的无线温度控制系统不仅可以有效解决有线过程控制中存在的问题,而且可以解决无线通信过程中的丢包、迟滞等问题,具有良好的工业价值。

摘要：针对鲁棒模型受不确定因素干扰,导致时滞消除所用时间较长、预测控制效果较差的问题,提出基于最小衰减率约束的鲁棒模型预测控制方法。建立鲁棒模型离散输入时滞模型,获取最优输出控制增量,构造Lyapunov函数,迭代优化求解鲁棒模型被预测变量;采用梯度处理方法,修正估计波动幅值和周期误差,得到最小衰减率约束量,设计状态观测器时滞模型,定义状态误差干扰项,构造最小衰减率约束集合,实现鲁棒模型预测控制。实验结果表明,所提方法的预测控制效果较好,能够有效缩短时滞消除所用时间。

摘要：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.

摘要：采用流程模拟软件Aspen Plus,根据乙烯装置脱甲烷系统实际工业数据,模拟不同操作参数下脱甲烷系统的运行状况,并进行灵敏度分析;在此基础上,结合响应面分析法建立脱甲烷系统的多目标优化模型,并采用自适应变异粒子群算法进行优化求解。结果表明,采用此算法优化后的操作参数可有效降低脱甲烷塔的能耗,并保证乙烯的收率,为脱甲烷系统优化设计和操作提供了一种有效的方法,同时也为其他分离过程的优化提供了理论依据。

摘要：在工业信息物理系统中,针对一类遭受随机网络丢包的线性离散时间系统,提出了一种新颖的具有主动补偿机制的鲁棒模型预测控制方法。首先,将网络丢包的过程描述成伯努利概率分布;然后,通过利用 Lyapunov 稳定性理论,求解一组线性矩阵不等式获得控制器存在的充分条件。此外,本文考虑了丢包率具有不确定性和未知的两种情况,大幅度降低了控制器的保守性。设计的鲁棒模型预测控制方法不仅能有效地清除工业信息物理系统中的网络丢包问题带来的负面影响,而且还能保证闭环系统的稳定性。最后,利用两个仿真例子证明提出方法的优越性和有效性。

摘要：研究了气体分馏装置的多目标优化问题,通过化工模拟软件PRO-II模拟气体分馏装置的静态模型,对其模拟数据进行提取后,结合多元线性回归理论对装置进行模型辨识,建立其多目标优化模型,以装置产品产量与能耗、产品回收与能耗作为目标函数进行多目标优化设计,采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行求解,得到Pareto最优解集。优化结果表明,在相同的能耗下,可以通过优化操作条件提高装置产品产量和减少丙烯的排放量,从而增加装置产品产量的同时降低能耗。计算结果证明了此方法的可行性、有效性和通用性,为气体分馏装置以及其他分馏装置的优化设计和操作指导提供了有效的方法。

摘要：针对非线性六自由度欠驱动四旋翼无人机的姿态和位置控制问题,提出自适应反演滑模控制算法.设计了一种自适应律对控制中的参数摄动和外界干扰上界进行在线估计,并将估计值补偿到反演滑模控制中.通过李雅普诺夫稳定性理论证明自适应反演滑模控制能使跟踪误差一致渐近收敛到零.最后,根据给定的四旋翼无人机参数进行数值仿真,所得结果表明在系统存在参数摄动和外部干扰的情况下,该方法也能够实现四旋翼无人机的姿态稳定和定高悬停,并具有较好的鲁棒性..