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《北京工业大学》 2002年
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水幕控冷过程中供水系统的进化建模与控制研究

王金航  
【摘要】: 本论文研究了首钢中板厂水幕控制冷却系统中一个关键子系统——供水系统的建模与优化控制问题。供水系统是一个非线性、强耦合的多变量系统,难以用精确的传统数学模型来描述。由于模糊控制比传统控制方法更适用于那些难以建立解析模型、具有强耦合和非线性特性的受控对象等方面的优点,本论文采用模糊逻辑方法来解决供水系统的建模和优化控制问题。为此,作者参与了首钢中板厂水幕控制冷却的现场试验,并获取了供水系统的量测输入输出数据。在此基础上采用基于推理合成规则的模糊建模方法建立了供水系统的模糊模型。仿真结果证实了所建模型较好地逼近了供水系统的动态响应过程。接着,又采用遗传算法对所建模型进行了优化。仿真结果表明,优化后的模型更好地逼近了实际系统。进而,本论文又研究设计了供水系统的模糊控制器:首先采用结构解耦的方法,把两输入三输出模糊控制器形式化地分解为三个两输入单输入的模糊控制器,这样就大大简化了模糊控制器的设计,接着采用模糊辨识方法得到初步的模糊控制规则,并通过进一步的调试使控制规则得以完善。仿真结果表明,本文所设计的模糊控制系统具有较高的响应速度和稳态精度。但是,由于上述模糊控制器的设计在很大程度上仍然依赖于人工经验,因此,难以保证其最优性。所以,本论文最后采用了遗传算法对输入输出语言变量的隶属函数进行优化以改善模糊控制器的性能。仿真结果表明,采用经过遗传算法优化的模糊控制器,所得控制系统的超调量、调整时间以及均方误差这三个指标都大大优于常规模糊控制器的控制效果。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP273.4

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