摘要：高速列车自动驾驶(ATO)系统本质上是强非线性和不确定性的系统,针对高速列车模型参数非线性和时变性等特点,文章提出了一种前馈自适应广义预测控制(FA-GPC)的方法对ATO系统进行动态优化控制,并设计了一种带约束的多目标预测控制器。首先,基于列车多质点模型,分析附加阻力的改变对列车运行的影响;然后,结合列车运行过程中的速度跟踪精度、停车精度及运行舒适性等关键指标,构建包含控制输入约束的多目标性能指标函数,设计基于多目标函数的前馈广义预测速度跟踪控制算法,解决了由于附加阻力变化导致控制器超调的问题并加快了控制收敛速度。由于列车运行过程中受外界环境、乘客流动等因素影响,阻力变化大,难以建立精确的数学模型,因此采用带约束的变遗忘因子递推最小二乘法来辨识出列车控制系统在不同工况下受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA),进而提高控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比传统的无前馈GPC和PID控制器,前馈广义控制器在不同线路条件下巡航控速速度跟踪精度在±0.5km/h范围内,具有良好的跟踪性;在强扰动情况下通过引入自适应改进的前馈广义预测控制算法,具有较强的鲁棒性。

摘要：针对冷连轧AGC系统存在较大的时间滞后以及对象模型参数时变的特点,提出了一种自适应Smith广义预测控制算法.该算法用Smith预估器来克服滞后的影响,利用激光测速仪间接测量AGC系统的滞后时间以修正Smith预估器的时滞部分模型,使用渐消记忆递推最小二乘算法在线辨识对象参数来修正Smith预估器的非时滞部分的模型,并根据辨识得到的对象参数设计自适应广义预测控制器代替传统Smith预估算法中的PID控制器.仿真研究表明,在模型失配及干扰的情况下,该控制算法仍然具有良好的控制性能和鲁棒稳定性能.

摘要：针对钨碱煮工艺过程的不连续、大时滞、非稳态等特点以及生产现场采用PID控制或人工经验调节钨碱煮过程温度难于满足工艺要求的问题,分别研究了广义预测控制(GPC)和自适应广义预测控制(AGPC)对钨碱煮工艺温度的控制,设计了基于GPC和AGPC的钨碱煮工艺温度控制系统,并分别做了MATLAB仿真分析。结果表明:钨碱煮工艺温度AGPC控制系统的超调量小、整定时间短,对系统参数时变和外界干扰的鲁棒性强,且优于GPC控制,能较好满足钨碱煮工艺温度的控制要求。

摘要：污水处理过程具有非线性、时变、大滞后的特点,尤其在雨天暴雨等特殊天气下,污水的入水波动会对控制器造成严重干扰;文中提出一种基于模糊神经网络模型的自适应广义预测控制算法,实现对污水处理过程中溶解氧浓度的实时控制;该算法利用反馈线性化思想实现自适应广义预测控制器的设计,在证明其李雅普诺夫稳定的同时,得到修正系统的受控自回归积分滑动平均模型参数自适应规则,动态调整模型参数使系统跟踪误差达到最小;仿真实验结果表明,该算法能够稳定、快速地控制溶解氧浓度,具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,该控制算法特别适合用于污水处理过程的特殊天气(如雨天和暴雨天)中。

摘要：针对微型燃气轮机运行时的大时滞、非线性和时变性等特点,基于系统辨识理论和自适应广义预测控制算法设计了一种微型燃气轮机的转速控制器。首先,通过现场采集微型燃气轮机转速控制系统输入(燃料量)-输出(控制转速)的数据,利用变遗忘因子递推最小二乘算法(FFRLS)进行离线辨识,辨识出微型燃气轮机转速控制系统在特定负荷工况下的受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)。然后,基于所辨识的CARIMA模型,研究并设计了基于粒子群算法(PSO)的自适应广义预测控制器。最后,在MATLAB仿真软件中进行了仿真。仿真结果表明,当系统负荷发生突变时,燃料量流量响应迅速,控制转速超调量较小,过渡过程时间较短,跟踪效果好,鲁棒性较强,控制性能好。

摘要：为了使导弹具有很高的命中精度 ,导弹自动驾驶仪的设计是关键。本文利用通用自适应结构对导弹自动驾驶仪进行设计 ,利用自适应广义预测控制算法对其俯仰通道的阻尼内回路和加速度回路同时进行了设计 ,控制导弹根据导引指令快速地给出相应的法向过载。通过对几种典型条件下的系统数学仿真结果进行分析 ,说明所设计的控制算法可以控制导弹命中目标 ,满足各项指标要求 ,同时对于一些不确定性影响 (未建模动态、气动参数浮动和量测噪声干扰 )具有良好的抑制作用。

摘要：重点对新型电脑微波热疗机的构成、测温控温方案进行了研究。采用自适应广义预测控制算法对热疗温度进行控制，解决了因更换不同辐射器导致对象特性变化使控制性能降低的问题，从而得到了满意的疗效。文中介绍了该仪器关键的硬件、软件设计。