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《哈尔滨工业大学》 2006年
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模糊建模与控制及其在电厂热工自动控制中的应用

郝万君  
【摘要】: 模糊系统建模、模糊控制器分析与设计及模糊控制理论的应用是模糊控制研究的热点问题,同时也是模糊控制理论未来的发展方向,本文仔细分析了模糊控制理论研究及其在电厂热工自动控制中应用的发展与现状,对热点、难点问题进行了深入细致的研究。主要做了以下几方面工作: 1.T-S模糊模型离线辨识方法研究。针对常用的模糊聚类算法中普遍存在的对初始值和噪声敏感,部分聚类参数需预先确定,而已有的模糊竞争聚类算法收敛特性差,易于陷入局部最优等问题,提出了一种模糊自适应竞争聚类算法,该算法的优点在于不需要对系统模糊规则的主要参数进行预先确定,只根据被辨识系统的输入输出测试数据就可以直接辨识出系统的模糊规则及模型参数。并且采用正交最小二乘算法,有效地减少了模糊聚类过程中产生的冗余或不重要的模糊规则,获取包含系统重要特征的模糊规则,由此获得的T-S模糊模型具有较高的建模精度和泛化能力; 2.T-S模糊模型在线辨识方法研究。由于实际过程的时变性、随机干扰及对象模型参数的不确定性等因素的存在,有些情况下使得通过离线建模方法难以获得实用有效的对象模型,为此本文进行了模型在线辨识方法研究。首先用数据滤波技术对采样数据进行了预处理,剔除噪声和异常数据;然后依据本文提出的新型势函数对模型的结构进行在线辨识,并利用梯度下降法对获得的模糊规则及参数进行优化;定义了模糊规则影响力的新准则,用于解决模糊规则的在线更新和优化问题。模糊规则后件参数采用扩展卡尔曼滤波递归算法辨识,保证了模型的辨识精度和计算效率。 3.针对模糊PID控制缺乏系统化设计方法,控制参数整定困难等问题,提出两种新型结构FUZZY-PID控制器和两种新的控制参数整定方法。 1)FUZZY-PID-Ⅰ:首先针对常规模糊PID控制器存在的稳态性能和动态性能无法兼顾等问题,提出一种参数自整定模糊PID控制器,其结构简单、算法简便,具有良好的动态特性、能够有效地消除静态偏差;然后利用模糊PID与常规PID结构上的对应关系以及常规PID参数的整定算法,提出了这种控制器参数的鲁棒整定方法;采用基于工程整定思想的模糊规则对控制参数在线优化;最后给出了这种控制器的稳定性证明和性能分析。 2)FUZZY-PID-Ⅱ:首先针对一般模糊PID控制器控制精度差、对设定值变化敏感等问题,提出一种新型结构的模糊PID控制器,它由两个模
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP273.4

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 闫正兵;内部热耦合空分塔的建模与优化研究[D];浙江大学;2010年
2 李庆春;新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D];中南大学;2010年
3 朱红路;热工信号自适应滤波及其在建模与控制中的应用[D];华北电力大学(北京);2010年
4 陈荣保;基于视觉融合的监控机理及其在锅炉燃烧中的应用研究[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡世强;基于先进PID算法的振动台控制仿真和模型共振研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 刘佳;非线性系统的模糊建模与控制[D];黑龙江大学;2007年
3 张文婧;基于T-S模糊模型的循环流化床烟气脱硫系统建模的研究[D];东北大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 卢勇;数据信息采掘与热工过程控制优化[D];清华大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 于开江;母管制机组典型热工过程的优化控制[D];东南大学;2004年
2 侯逸文;基于多Agent系统的并列运行锅炉母管压力控制系统研究[D];东南大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王亮;胡静涛;;基于神经网络的CMP过程智能R2R预测控制[J];半导体技术;2012年04期
2 王亮;胡静涛;;基于LS-SVM的光刻过程R2R预测控制方法[J];半导体技术;2012年06期
3 陈晨;李平康;段文伟;付俊杰;;火电厂过热汽温串级PID的快速稳定优化[J];北京交通大学学报;2012年01期
4 白冬梅,吕丽霞;专家整定PID控制系统[J];兵工自动化;2004年04期
5 刘志峰;潘丹;王建华;杨双喜;;PSO-BP神经网络在MBR工艺中的膜污染预测[J];北京工业大学学报;2012年01期
6 陈昊;厉虹;;基于粒子群算法的无刷直流电机调速系统应用研究[J];北京机械工业学院学报;2008年04期
7 张慧平;戴波;杨薇;;现代控制理论在过程工业中的应用和发展[J];北京石油化工学院学报;2006年03期
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9 魏星;唐少炎;曹小龙;陈志安;杨军明;;基于价值工程的瓦楞纸箱配纸优化模型[J];包装学报;2012年02期
10 徐海彬,鲍其莲,张炎华;PID自动舵的自整定专家系统[J];船舶工程;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘羿彤;付梦印;高宏斌;;一种改进的PSO算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张涛;崔艳秋;;一类时滞不确定系统基于观测器的鲁棒镇定方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李曙光;;粒子群算法在高速公路多路径费用拆分方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 魏乐;房方;;单元制发电机组主蒸汽温度的负荷调度控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 韩忠旭;;代数比例相似观测器的定义及其数学分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 李丹;周传心;韩忠旭;;高阶不等容环节代数等价观测器转换方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 丛亮;胡成全;郭宗鹏;姜宇;沙丽华;;基于模拟退火思想的基本粒子群算法改进[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 魏乐;房方;;基于Backstepping方法的锅炉-汽轮机单元协调控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 韩忠旭;;广义智能控制的内涵及其兼容性[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 齐峰;人工神经树网络模型的优化研究与应用[D];山东师范大学;2011年
3 靳涛;火电机组反向建模方法的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
4 王宁玲;基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论与方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
5 杨婷婷;基于数据的电站节能优化控制研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 沈巍;建立股指波动预测模型的方法研究及应用[D];华北电力大学(北京);2011年
7 聂黎;基于基因表达式编程的车间动态调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
8 陈文清;基于免疫机理的水泥生产工艺故障智能诊断方法研究[D];华中科技大学;2011年
9 凌海风;面向装备保障的多准则决策相关方法和技术研究[D];南京大学;2011年
10 魏伟一;非均匀光照图像的灰度校正与分割技术研究[D];兰州理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
2 姜婵娟;遥控式水下机器人PID运动控制算法优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 黄丹;零航速下襟翼鳍升力建模与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 丁春辉;基于神经内模控制算法的船舶蒸汽动力装置协调控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 沈力华;基于智能优化算法的案例推理方法研究[D];大连理工大学;2010年
6 徐顺帆;模糊控制在加氢脱硫催化反应器中的应用[D];大连理工大学;2010年
7 徐成华;锅炉主蒸汽温度多模型预测函数控制应用研究[D];大连理工大学;2010年
8 苌占波;咀嚼机器人建模与控制研究[D];大连理工大学;2010年
9 宋波;横轴式掘进机截割头设计过程及优化方法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 吕明;等螺旋升角截齿排列截割头截割性能研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜学东,韦穗;基于彩色CCD的三色法测量炉膛火焰温度场分布[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
2 葛传力;热电站锅炉安全保护与火焰检测[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年01期
3 常敏慧,段丽,田胜;采用FIR数字滤波器的反馈控制系统[J];北京联合大学学报;1997年01期
4 汪培庄,李洪兴;fuzzy计算机的设计思想(Ⅰ)[J];北京师范大学学报(自然科学版);1995年02期
5 王宇,王乘,刘吉平;一种基于数学形态学的遥感图像边缘检测算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年02期
6 孙锦华,金力军;几种改进型RLS算法在自适应滤波系统中的应用[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年03期
7 孙颖;时间延迟估计的高阶谱矩估计算法[J];长春大学学报;2003年06期
8 袁涛;李太福;郭平;;基于多参数融合的火焰模糊PID控制[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2009年02期
9 原贺新,刘海英,于春来;虚拟仪器在区域锅炉房供热自动控制中的应用[J];城市管理与科技;2002年02期
10 唐贞云;李振宝;纪金豹;闫维明;;地震模拟振动台控制系统的发展[J];地震工程与工程振动;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王寅;化工过程混合建模问题研究[D];浙江大学;2001年
2 卫成业;燃煤锅炉炉膛火焰温度场和浓度场测量及燃烧诊断的研究[D];浙江大学;2001年
3 周洁;基于光学波动法和相关原理的颗粒测量及多波长火焰温度分析[D];浙江大学;2001年
4 傅志中;红外扫描成像动目标检测跟踪技术与DSP实时实现[D];电子科技大学;2002年
5 李晓兵;多层螺旋CT在胰腺癌诊断中的价值及可切除性评价的研究[D];第二军医大学;2002年
6 李戈;超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究[D];浙江大学;2003年
7 夏振海;煤粉浓淡直流燃烧器气固多相流动的数值试验研究[D];浙江大学;2002年
8 吴艳;多传感器数据融合算法研究[D];西安电子科技大学;2003年
9 王文清;聚苯乙烯工业装置的建模与优化[D];浙江大学;2004年
10 李志华;循环子空间回归建模和多智能体遗传优化[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周英玉;混合智能控制器及其工业应用的仿真研究[D];大连海事大学;2001年
2 张环宇;非线性系统模糊建模及其在倒摆系统中的应用[D];沈阳工业大学;2002年
3 张航;非线性系统的神经模糊建模研究[D];大庆石油学院;2004年
4 黄丹平;新型三维模糊控制器研究及其应用[D];四川大学;2004年
5 李秀英;非线性系统的模糊辨识与控制[D];黑龙江大学;2005年
6 王琼;燃气燃烧火焰燃烧过程光学测量方法研究[D];浙江大学;2005年
7 祝凌风;电站锅炉过热汽温控制策略的改进研究[D];华中科技大学;2005年
8 管良兵;高动态范围的火焰温度场分布的测量研究[D];浙江大学;2006年
9 魏红霞;双循环流化床烟气脱硫技术在100MW机组中的应用研究[D];山东大学;2006年
10 薛健;循环悬浮式半干法烟气脱硫工艺中石灰活性及干式消化性能的试验研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 万凯;王萍;朱冬云;;电液振动台控制系统的现状与发展[J];仪器仪表用户;2012年04期
2 李以农;范振华;李贵彦;张峰;;基于模糊控制的齿轮传动系统振动主动控制与仿真[J];江苏大学学报(自然科学版);2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 高成志;浅海环境下的水声信道辨识技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 杨津灵;灰色模糊PID算法在煤泥水絮凝沉降过程控制中的应用研究[D];太原理工大学;2012年
3 刘继伟;基于大数据的多尺度状态监测方法及应用[D];华北电力大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘俊;一类T-S模糊控制系统的稳定性研究[D];广东工业大学;2011年
2 刘慧;基于模糊神经网络的进口货物风险评估的研究[D];北京林业大学;2012年
3 刘道;基于改进粒子群优化算法的PID参数整定研究[D];南华大学;2012年
4 林龑灏;基于支持向量机的炉膛火焰温度场测量研究[D];合肥工业大学;2012年
5 孙雷;基于混合智能算法的CFB-FGD脱硫系统建模与优化研究[D];河北大学;2013年
6 封波;水压机摇杆轴电液伺服系统模糊控制研究[D];燕山大学;2013年
7 王敬然;无卡轴旋切机液压控制系统设计与仿真分析[D];燕山大学;2013年
8 丁磊磊;基于模糊控制的直流无刷电机控制方法的研究[D];中南大学;2013年
9 王鑫;模糊PI控制在永磁同步电机电梯门机系统中的应用[D];天津大学;2012年
10 杨益民;特种车辆有源噪声控制系统的研究与设计[D];浙江大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 汪光阳,周谦之,周韵玲,张辉宜;基于遗传算法的异步电动机模糊控制器优化设计[J];电工技术学报;2001年01期
3 窦春霞,张兴中;用FCGA优化的汽包锅炉燃烧系统自适应模糊控制器的设计[J];电工技术学报;2002年02期
4 章兢,童调生,庄斌;球磨机仿人模糊智能控制[J];电工技术学报;1998年01期
5 王炜,蒋春曦,张军,周胜奎,汪成民;BP神经网络在地震综合预报中的应用[J];地震;1999年02期
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7 盛戈暤,涂光瑜,罗毅,邬炜;基于多Agent的二级电压控制系统[J];电力系统自动化;2002年05期
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10 刘长良,梁伟平,董泽;钢球磨煤机制粉系统的递阶模糊控制[J];动力工程;2002年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翁秀华,郭庆鼎,刘德君;基于模糊自适应PID的双直线电机同步驱动系统控制[J];组合机床与自动化加工技术;2004年09期
2 蒋红武;麦云飞;;模糊自适应PID控制在电液伺服万能试验机中的应用[J];机械制造;2007年10期
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5 陈进,郭琼;柴油机电子调速系统硬件设计与分析[J];福建电脑;2003年11期
6 佟绍成,柴天佑;非线性系统的直接自适应输出反馈监督模糊控制[J];控制与决策;2004年03期
7 任伟;郑险峰;姜立新;胡杰;印云志;;电渣炉电极调节系统的模糊自适应PID控制[J];冶金自动化;2006年01期
8 刘向东;刘承;余创;;单框架控制力矩陀螺伺服系统的模糊自适应变结构控制[J];北京理工大学学报;2006年09期
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10 沈永良;徐亚飞;;模糊自适应PID在光电系统探测器温度控制中的应用[J];工业仪表与自动化装置;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王利娜;翟江源;;模糊自适应PID控制在磁悬浮试验台系统中的应用及基于Matlab的仿真[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
2 齐小坤;彭宇宁;陆超;何心;;基于LabVIEW模糊自适应PID的实现[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
3 罗庚兴;;基于PLC的液位模糊自适应PID控制研究与应用[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
4 曹亚玲;孙太国;李言;杨静;;模糊自适应PID控制器在燃油退火炉温度控制系统中的应用[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
5 李建中;马宁;黄春红;端文龙;朱蕾;;模糊控制在可逆冷轧恒张力控制中的应用[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年
6 张胜利;安连祥;;一种模糊自适应PID控制器的仿真研究[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
7 朱甲兵;吕卫阳;陈丽;;基于尾气分析的智能燃烧控制系统[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
8 王晓枫;;模糊自适应PID电液位置伺服系统研究[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年
9 郭荣祥;沙峰;赵金凤;;模糊自适应PID控制在换热站自动控制中的研究[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
10 杨丽君;杨怀庆;李志全;;一种基于遗传算法和模糊自适应BP算法的混合训练方法[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张青;育果袋成型装备测控系统研究[D];河北农业大学;2013年
2 韩京元;非线性板球系统的监督分层智能自适应控制算法研究[D];吉林大学;2014年
3 于宽;大型碳纤维预氧化装备温度控制特性研究及应用[D];山东大学;2013年
4 周其洪;新型高速织机的关键控制技术研究[D];上海大学;2009年
5 任勇;内燃机独立供能系统性能及冷冻水变流量研究[D];天津大学;2010年
6 罗亮;基于单位分解的非线性不确定系统模糊自适应镇定与跟踪控制分析[D];广东工业大学;2011年
7 曹玉苹;基于状态估计的石化过程故障诊断与预报方法研究[D];中国石油大学;2010年
8 赵永胜;模糊滑模控制及其在机电系统中应用的研究[D];华中科技大学;2007年
9 李长英;非线性系统模糊高增益输出反馈控制器设计[D];大连理工大学;2013年
10 陶洪峰;非线性系统的模糊鲁棒容错控制研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周立民;大型柱状构件耐火试验炉电液伺服加载系统研究[D];浙江大学;2008年
2 卫国爱;锅炉改造燃烧过程的自动控制[D];西安建筑科技大学;2001年
3 谭丹;新型过控平台研制及智能控制系统研究[D];北方工业大学;2010年
4 于海英;化学反应釜温度模糊控制器[D];辽宁工程技术大学;2002年
5 郭敏;高炉TRT控制系统的研究与设计[D];西安工业大学;2010年
6 李从洋;逆变弧焊电源自适应模糊控制技术研究[D];青岛大学;2010年
7 马炳利;模糊PID算法在脱氧水机温度控制系统中的应用[D];华南理工大学;2010年
8 郑小芳;舞台调速吊杆同步控制策略研究[D];兰州理工大学;2011年
9 田为刚;基于有限模糊规则的非线性系统模糊自适应控制[D];广东工业大学;2014年
10 冯挽强;金属带式无级变速器起步离合器控制策略的研究[D];吉林大学;2004年
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