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《浙江大学》 2005年
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非线性系统的模糊模型预测控制

李园  
【摘要】:非线性现象是自然界的基本现象之一,在化工、炼油、石化、冶金、制浆造纸等过程工业的工程系统中,大量存在着反应、精馏、裂解、熔炼、结晶、干燥等单元过程,其相关变量之间的相互影响均为十分复杂的非线性关系。非线性控制系统的研究受到学术界和工程界的极大重视,但无论在理论还是应用研究方面均远远未达到令人满意的结果。 本文在查阅众多文献的基础上,介绍了预测控制与模糊控制的基础理论、发展过程、研究现状以及未来可能的发展方向。探讨了预测控制与模糊控制这两种方法结合的可能性。提出了两种控制器:一是用普通PID控制器实现的基于T-S模糊模型描述的非线性模糊控制器,另一种是基于模糊模型的非线性DMC预测控制器,为非线性系统控制器的实际应用提供了实用方便的选择。 为了研究模糊模型PID优化控制的策略,我们在浙江大学工业控制技术国家重点实验室建立的填料塔实验装置的基础上,建立了一套填料塔热交换系统。系统由填料塔装置、蒸汽发生装置、水供给系统以及计算机控制系统等组成。该装置可模拟塔类装置的各种过程,以此为对象进行各种控制策略的实践和理论的研究。本文介绍了换热塔实验装置及该装置的过程原理。 针对填料塔热交换过程的强非线性与不稳定性,在机理分析的基础上建立了分段非线性模型,采用本文提出的模糊模型PID优化控制的方法,设计了该装置的模糊模型PID优化控制器,对系统温度进行控制。 本文最后给出了实验结果,并与传统的PID控制作了对比。实验结果表明,采用本文提出的方法,整个装置运行性能良好,控制效果令人满意。 由于非线性系统的复杂性和理论研究的相对落后,人们对非线性系统的研究方兴未艾。展望未来,将传统的控制理论和方法与现代先进控制理论和方法相结合,形成新的理论和方法,将是非线性系统研究的重要方向和出路。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP273.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴宏;热工自动控制系统中非线性因素的影响及对策研究[D];华北电力大学(河北);2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘志远,周建锁,裴润,陈虹;基于模糊建模的非线性鲁棒模型预测控制[J];电机与控制学报;2002年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 钟小芳,蒋中;基于Laguerre 函数近似模型的多变量系统增量型预测控制的算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 刘晓华;王秀红;;采用组合输入方法的广义预测控制[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
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7 陈虹;;预测控制鲁棒性研究的若干问题[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
8 杨华;李少远;;基于Min-Max优化的非线性系统T-S模型预测控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
9 郑涛;吴刚;季海波;罗国娟;;一类可分离非线性系统的广义预测控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
10 邓麟勇;黄真;刘冬;;考虑时滞的空间结构振动的预测控制研究[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009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 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
3 张健中;一类连续化工生产过程的模型辨识及非线性预测控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 梁伟平;球磨机制粉系统智能控制算法的研究及应用[D];华北电力大学;2000年
5 熊木地;大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
6 王东风;多变量智能控制在电厂制粉系统中的应用研究[D];华北电力大学;2001年
7 李江;神经—模糊预测控制及其在碱回收炉中的应用[D];浙江大学;2001年
8 孙鑫;造纸过程的分层递阶智能控制系统[D];浙江大学;2001年
9 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
10 尹增山;混杂系统优化控制理论研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谢笑颖;环境最优船舶区域动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李响;油品调和优化问题的研究[D];大连理工大学;2010年
5 张艳;基于模糊神经网络的集中供热负荷预测[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 李红涛;智能预测控制算法在倒立摆中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
7 路月潭;新型水泥干法线回转窑控制系统的设计[D];合肥工业大学;2010年
8 刘桂萍;基于T-S模型的模糊预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 王世明;基于模糊控制与遗传算法的两步法预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 李善强;时滞系统的鲁棒模型预测控制[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵建周,何超,张宇河;伺服系统间隙非线性补偿算法的研究[J];北京理工大学学报;2000年03期
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4 郑凯;姚郁;贺风华;;位置伺服系统量化效应引起的振荡问题[J];电机与控制学报;2006年03期
5 范伊波,巨林仓,胡勇,李新成,李新康;基于自适应神经元网络的过热汽温智能控制[J];动力工程;1998年02期
6 王春侠;基于MATLAB语言的非线性系统相空间分析[J];电气传动自动化;2003年06期
7 李遵基,袁应钦,段志刚;主汽温自适应预估控制方法的研究[J];华北电力大学学报;1996年04期
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9 耿云海,崔祜涛,杨旭,杨涤;描述函数理论及其在航天中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;1997年06期
10 宋云霞,朱学峰;大时滞过程控制方法及应用[J];化工自动化及仪表;2001年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵全军;工业过程中间隙非线性特性的控制研究[D];华北电力大学(北京);2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李乔森;模糊预测控制在热工对象中的应用研究[D];华北电力大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石中锁,孙一康,舒迪前;基于神经网络的动态矩阵控制[J];北京科技大学学报;1995年05期
2 李俊,孙德敏,魏衡华,邱雪峰,薛美盛;PID自动整定和阶梯式GPC在大型电站锅炉中的应用[J];电力系统自动化;2000年18期
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8 张旭龙;杨小帆;;计算机病毒的最优控制模型[J];计算机应用研究;2011年08期
9 侯小秋;宋婀娜;陈玉杰;;一类对称非线性系统及其约束广义预测控制[J];计算机仿真;2011年08期
10 陶洪峰;丁保;霰学会;;非对称饱和扇形输入非线性系统的自适应模糊控制[J];计算机与应用化学;2011年07期
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1 张军;王彪;;非线性系统的鲁棒模型预测控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
2 刘士荣;俞金寿;;非线性系统的最优模糊模型与模型鲁棒性研究及其应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 李书臣;翟春艳;肖军;;基于遗传算法的模糊模型广义预测控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
4 王东风;;基于神经网络模型的非线性系统预测控制[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
5 张明君;张化光;张友;;一种鲁棒自适应模糊控制算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
6 刘勇;沈毅;胡恒章;;递归神经网络自适应滤波器[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
7 周涌;陈庆伟;吴晓蓓;胡维礼;;基于模糊神经网络模型的非线性内模控制:鲁棒稳定性分析[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
8 徐建闽;欧松;韦岗;;一类非线性系统参数辨识的浮点遗传算法[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1996年
9 胡维多;文传源;;一个非线性输入输出解耦的动态状态反馈结构[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
10 徐维鼎;;一类非线性系统的线性化[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
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7 杨保国 本报记者 吴长锋;“能得人和事不难”[N];科技日报;2010年
8 本版编辑 覃光华 方华 本刊记者 庞亚斌;面向对象技术:让洪水预报更及时[N];中国水利报;2006年
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10 本报记者  张蕾;干科学事业 绘精彩人生[N];光明日报;2006年
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1 刘晓华;非线性系统模糊控制研究[D];大连理工大学;2002年
2 罗秋滨;一类非线性系统预测控制中的建模问题[D];哈尔滨工业大学;2008年
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5 何静;基于观测器的非线性系统鲁棒故障检测与重构方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
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8 刘鹏;非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究[D];中国海洋大学;2005年
9 杨珺;非线性系统的模糊控制与网络控制的研究[D];东北大学;2008年
10 刘继兵;开放量子体系中几何相位的研究[D];华中科技大学;2008年
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1 杜鹃;基于支持向量机的非线性预测控制研究[D];浙江大学;2006年
2 李园;非线性系统的模糊模型预测控制[D];浙江大学;2005年
3 曾海莹;基于T-S模型的模糊广义预测控制方法研究及应用[D];厦门大学;2006年
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5 刘佳;非线性系统的模糊建模与控制[D];黑龙江大学;2007年
6 原抓纲;模糊控制系统的新型非线性反馈控制器研究[D];浙江大学;2005年
7 罗忠宝;非线性自适应逆控制在无人机自驾仪中的应用研究[D];吉林大学;2008年
8 张金栋;非线性预测控制的鲁棒性研究[D];兰州理工大学;2003年
9 仲兆准;非线性系统的鲁棒无源化控制[D];南京理工大学;2005年
10 李秀英;非线性系统的模糊辨识与控制[D];黑龙江大学;2005年
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