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《兰州理工大学》 2004年
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模糊预测控制理论及设计方法研究

梁敏  
【摘要】:预测控制是上世纪70年代后期直接从工业过程控制中发展起来的一类先进控制方法。它采用基于实验的预测模型,是一种对模型精度要求低且易于获得、综合控制质量好、在线计算方便的新型计算机优化控制方法。预测控制问世以来一直受到控制界的广泛关注,并被成功地应用在各种复杂的工业实践中,显示了强大的生命力。但目前预测控制正面临着新的挑战:工业界提出要进一步解决不确定性描述、不确定性环境下多目标优化决策、实时控制、快速计算等问题。而预测控制的发展也显现出了不足:预测模型仍采用较单纯性的模型;预测控制中的优化对特殊应用场合及自适应情况下的计算负担较重;校正方法有限。于是就促使预测控制需要从其他的理论方法中汲取有价值的思想来弥补不足,满足高级优化控制要求。智能控制的出现,为预测控制的进一步发展提供了很好的借鉴。预测控制将已取得的成果与模糊控制、神经网络以及遗传算法等智能控制策略相结合,正朝着智能预测控制方向发展,从而进一步增强了预测控制面对复杂环境、复杂对象和复杂任务的处理能力,拓展了预测控制理论研究和应用的领域。 模糊控制与模糊辨识作为一种新颖的智能控制方法,在解决复杂系统控制问题的过程中表现出了巨大的潜力。作为目前应用最为广泛的T-S模糊模型,本质上是一种非线性模型,易于表达复杂系统的动态特性,且理论上已经证明它可以按任意精度逼近任意非线性系统。利用T-S模糊模型作为预测模型恰好可以弥补单纯性预测模型的不足。本文提出将T-S模糊模型和辨识方法引进到广义预测控制中,从而形成了一类新型的模糊广义预测控制方法,对这一控制方法的进一步研究,无论从理论上还是实际应用中考虑都具有十分重要的意义。 本文内容提要: 1.回顾了预测控制、模糊控制的基本原理和主要特点;分析了预测控制和智能控制结合的可能性和必然性;归纳总结了预测控制的研究现状。 2.分析了T-S模糊模型及系统辨识方法;指出T-S模型为通用的逼近器,同时加以证明;并结合分析给出了仿真实例,显示了模糊辨识法和T-S模型的优越性。 3.提出了两种基于T-S模糊模型和广义预测控制结合的模糊广义预测控制方法;提出并分析了两种模糊预测模型的辨识方法,并针对非线性控制对象进行仿真,结果表明T-S模型具有很好的跟踪特性;针对两种模糊广义预测控制算法进行仿真、分析和比较,为实际中设计模糊预测控制方法提供了依据。 4.对广义预测控制的参数选取、稳定性和鲁棒性给出了定性的理论分析,讨论了广义预测控制系统主要参数的设计和选取方法;并以仿真来验证参数选取原则的正确性,使模糊预测控制方法更加完善。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前9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
2 崔颖;煤矿井下排水自动控制系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
3 康太平;基于模糊预测控制的列车自动驾驶系统研究[D];西南交通大学;2006年
4 马志芳;基于灰色模型的预测模糊控制的研究[D];太原理工大学;2006年
5 王涛;GSM-R系统信道分配的研究与性能分析[D];西南交通大学;2007年
6 邱小花;基于FPGA的粮食干燥过程模糊预测控制研究[D];西北农林科技大学;2008年
7 李科亮;机车节能运行控制系统的研究[D];西南交通大学;2008年
8 郭长娜;煤矿井下主排水泵节能与控制系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
9 吴莹;VAV中央空调末端控制器的研究[D];沈阳工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
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7 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
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9 谢振华;倪成敏;;基于层次分析和模糊数学的电解铝生产安全评价[J];安全;2008年01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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2 李会军;王启刚;季刚;马增良;;一种基于M序列的噪声模型辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 孙鹤旭;梁涛;雷兆明;;基于状态空间模型的多时域预测控制系统的闭环特性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 陈慧波;丁锋;;基于输出快采样数据的确定性系统最小二乘盲辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 丁园;高晓智;黄显林;尹航;;一种基于微粒群优化算法的T-S模型参数辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 高谦;王秀红;魏新江;;一般模糊系统作为函数逼近器的设计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
5 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
6 韩丽丽;多率多输入系统的辨识[D];江南大学;2010年
7 高京广;非线性随机系统的稳定、镇定与优化[D];华南理工大学;2010年
8 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
9 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
10 周猛飞;延迟焦化工业过程先进控制与性能评估[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
3 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
4 吴夏来;广义预测控制简化算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 吕勇松;基于补偿的模糊神经网络电阻炉控制系统设计与实现[D];浙江理工大学;2010年
6 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
7 李光远;基于在线聚类和最小二乘支持向量机的模糊建模方法研究[D];郑州大学;2010年
8 王垚;液体离心机控制方案设计与实现[D];郑州大学;2010年
9 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
10 娄玉冰;基于“最优激励轨迹”的工业机器人动力学参数辨识研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程家兴;火车控制问题的最优运行方案的推广[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年01期
2 朱小莉,陈迪平,王镇道;VHDL设计MOORE型有限状态机时速度问题的探讨[J];半导体技术;2002年04期
3 刘海东,陈绍宽,褚琴,王靓,陈善亮;具有固定运行时分的列车运行控制系统研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
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7 常晓恒;井元伟;姜雪梅;刘晓平;;T-S模糊模型的一种简单辨识算法[J];东北大学学报(自然科学版);2007年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 杜文吉;模糊控制系统中的若干关键问题研究[D];西安电子科技大学;1999年
2 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
3 孙建平;时滞及非最小相位系统智能复合控制策略研究[D];华北电力大学;2002年
4 邹健;智能预测控制及其应用研究[D];浙江大学;2002年
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6 徐祖华;模型预测控制理论及应用研究[D];浙江大学;2004年
7 孙海蓉;模糊神经网络的研究及其应用[D];华北电力大学(河北);2006年
8 刘华平;高性能浮点除法及基本函数功能部件的研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张波;中高速列车共线运行的仿真研究[D];铁道部科学研究院;2000年
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8 贾晓波;线性时滞系统的预测控制[D];中国海洋大学;2003年
9 周禾雨;脂液中松节油含量在线检测的研究——用软测量技术实现[D];昆明理工大学;2003年
10 林国栋;粮食水分在线检测控制系统的研究[D];沈阳工业大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 郭峰;易垚钺;史玉敏;;基于灰色预测的航材消耗定额模型[J];计算机与现代化;2011年10期
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3 赵朔雪;董昱;赵媛媛;;移动闭塞条件下的ATO子系统运行控制算法分析[J];铁道通信信号;2012年02期
4 徐杰;郜洪民;孟军;;城市轨道交通列车自动驾驶各阶段速度控制算法的研究[J];铁路计算机应用;2012年11期
5 孙文秀;张润彤;;基于模糊预测控制的ATP系统建模与仿真[J];系统仿真学报;2010年08期
6 田翠侠;邢科礼;张国贤;;基于灰色预测补偿的模糊PID在电液伺服系统中的应用研究[J];液压气动与密封;2008年06期
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1 田翠侠;邢科礼;张国贤;;基于灰色预测补偿的模糊PID在电液伺服系统中的应用研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
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1 窦鹏飞;迭代学习控制及其在列车自动驾驶系统中的应用[D];北京交通大学;2011年
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5 王金刚;模糊预测控制在ATO系统中的应用研究[D];兰州交通大学;2011年
6 孔美荣;香港机场捷运线地面ATO系统研究[D];北京交通大学;2007年
7 潘金山;基于GIS的列车运行仿真系统研究与设计[D];西南交通大学;2007年
8 张福建;电牵引采煤机记忆截割控制策略的研究[D];煤炭科学研究总院;2007年
9 李红梅;基于Matlab的短时交通流预测分析及实现[D];山东科技大学;2007年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 陈云云;宁芳青;;锅炉蒸汽温度控制系统中广义预测控制的应用研究[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
7 陆冬娜;杨马英;;基于DCS系统的神经网络预测控制[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
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10 曹明;王慧;刘宝坤;;一种基于NN模型的预测控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
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1 本报记者 何晓曦;中国能源战略寻求突破[N];国际商报;2004年
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3 丁广冉;夏甸承担国家安全科技支撑项目[N];中国黄金报;2007年
4 本报记者 席大伟;六大巨头谋动WiMax 中兴华为有望借机突围[N];通信信息报;2008年
5 本报记者 严振华;站在巨人的肩膀上[N];中国保险报;2003年
6 本报记者 张自然 曾铭 王倩;倾听“天堂硅谷”[N];中国电子报;2002年
7 曾凡红;搭建目标成本管理平台 提高企业经济效益[N];中国建材报;2003年
8 本报记者 沈洪竹;贵阳市南明区民族工作成绩斐然[N];贵州民族报;2006年
9 王伦;北京肿瘤医院陈敏华:晚期肝癌可射频消融治疗[N];健康报;2006年
10 中冶连铸专家组;连续铸钢新技术问答[N];中国冶金报;2004年
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2 安爱民;基于预测控制的先进过程控制技术研究[D];兰州理工大学;2010年
3 李姝;基于预测控制的汽油发动机怠速控制方法研究[D];吉林大学;2010年
4 赵亮;基于协同PSO算法的模糊辨识与神经网络学习[D];上海交通大学;2009年
5 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
6 韩恺;化工过程中的若干预测控制算法与应用研究[D];浙江大学;2009年
7 臧传德;船舶航行的智能预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 刘岩;网络流量控制若干关键技术研究[D];复旦大学;2005年
9 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
10 何召兰;几类切换系统的滑模控制[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁敏;模糊预测控制理论及设计方法研究[D];兰州理工大学;2004年
2 廖倩芳;II型T-S模糊建模与控制[D];上海交通大学;2009年
3 段学焕;模糊预测控制在跳汰机排料系统中的应用[D];太原理工大学;2005年
4 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
5 李湘君;智能预测控制算法及其应用研究[D];南京工业大学;2004年
6 李建民;AUV水下回收预测与协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 郄程飞;室内温控系统的预测控制研究[D];燕山大学;2011年
8 李晓燕;预测控制在非最小相位系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2010年
9 贾晓波;线性时滞系统的预测控制[D];中国海洋大学;2003年
10 撒继铭;预测控制在工业窑炉温度控制中的应用研究[D];武汉理工大学;2002年
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