自适应控制结课论文

自适应控制结课论文（精选19篇）

1.自适应控制结课论文 篇一

随机混合自适应控制在交通信号控制中的应用

针对中国中小城市道路交通的`特点及交通控制系统现状和未来发展的需要,将随机混合自适应控制应用于城市交通信号控制系统.改变传统的城市交通控制系统,减少车辆的等待时间,改善交叉口通行能力,为优化城市交通控制提供一种参考方法.

作 者：史瑾瑾 作者单位：西南科技大学环境与资源学院,绵阳,四川,60刊 名：科技经济市场英文刊名：KEJI JINGJI SHICHANG年，卷(期)：“”(2)分类号：U4关键词：随机自适应控制 交通信号 交通控制系统

2.自适应控制结课论文 篇二

关键词：RED,拥塞控制,路由缓冲资源

本文在分析RED算法基础上, 提出了一种新型AQM算法, 能够动态调整Pmax参数, 并且采用非线性函数代替原有的丢包率计算方法.通过动态调整Pmax来调整向源端发送拥塞通知的速率, 维持队列的稳定;通过新丢包率计算方式, 提高缓冲的利用率和使队列长度尽量稳定于期望值附近。

1、一种新的自适应RED算法

丢包率p相对于RED算法在Qmin附近取值更趋近零, 并且随着参数k的取值而改变.K值决定队列的期望值, 如果是期望值是, 则k值取2。

(2) 调整Pmax算法

修改Pmax算法描述如下:

2、结语

本文提出一种改进的算法, 新算法在队列控制和丢包率控制方面优于RED算法。

参考文献

[1]S.Floyd, V.Jacobson.Random early detection gateways for con-gestion avoidance.IEEE/ACM Transactions on Networking, 1993, 1 (4) :397-413.

[2]F.P.Kelly, A.Maulloo and D.Tan.Rate control in communicationnetworks:shadow prices, proportional fairness and stability.Journalof the Operational Research Society, 1998, 49:237-252.

3.自适应控制结课论文 篇三

【关键词】微电网；逆变器；下垂控制；控制策略

随着发电技术中对可再生能源和高效清洁能源的使用，微电网的应用越来越重要。分布式发电系统既满足理了日益增长的负荷需求，同时有效的减少了环境的污染。为了有效的解决电源大规模的应用问题，整合发电的优势，有效的减少分式发电的冲击力和负面影响，提出了微电网的概念。对于目前微电网的主要问题，即协调大电网与分布式电源之间的矛盾提出了重要的研究项目，即对于微电网中逆变器自适应下垂控制策略。本文所提控制策略针对现在微电网的实际应用，将微电网的电源、储能装置和控制装置有效的结合，能够有效的用户提供电能和热能。

1.微网逆变器自适应下垂控制

1.1微网控制与大电网控制的不同

微电网被视为是传统电力系统的微型版。电力系统正在全面的发展，对于电力的传输的提高和电力发展的深入，保持电网的稳定性对于电力系统发热安全也就显得尤为重要，对于电网不断的扩大，对于电网的稳定性也就存在很多不足，在技术和设备上都不能满足人们的需要，对于系统的稳定也就不同，对于系统运行的随机性，对于电力系统的安全的影响也就更大，对于电力系统的运行也就显示了很多方面的不足，对于特大型的互联电网的稳定性带来了很大的影响。

对于微电网根据微源的类型和渗透深度，负荷特性及电能质量约束条件等，微网控制欲运行策略与传统电力系统有显著的不同，主要原因如下：

（1）对于微电网的魏源就是根据稳态与动态的特征，对于电力的产生单元，与系统的大电网的发电有很多不同的地方。

（2）在微电网中出现的单相负荷和单相能源的不同，微电网中控制平衡的单相也就会受到很大的影响。

（3）对于微电网供电很多时候也就存在对电网的不可控制的情况，对于一些发电单元也就出现了很多的单元执行方法，不能更好的控制。

（4）同时在微电网控制中储存能源的长短的期限具有十分重要的作用。

（5）经济性也就是对微网的限制，必须要有效的保证微源的接入和断开，确保微电网的正确的运行。

根据上面的原因，对于微电网的控制需要进行从新研究，同时提出更有效的微电网逆变器自适应下垂控制策略。

1.2微网逆变器自适应下垂控制的相关设备

在实际的工作中，很多逆变器自适应下垂控制本身存在的一些固有的问题和缺陷，导致逆变器自适应下垂控制没有正常的工作，例如，一些逆变器自适应下垂控制在微电网功能出现问题，导致系统中的能量管理系统出现问题，同时对于能量管理系统是每个微电网不可或缺的一部分，其职责是优化微电源的运行。与微网的保护系统和微电源控制系统相比，能量管理系统从整个微网的角度来调度各种装置，因此对于发电和需求的控制是最为有效的。特别是对于微网逆变器自适应下垂控制的相关设施的管理，在对问题处理之后也就有相应的检查措施，要保证微电网能够正常运行。对微电网内部主要包括DG控制器、能量管理器、潮流控制器、继电保护协调器、可控负荷管理器等。

2.微电网中微源控制方法

对于微电网中微源的控制要根据微网中DG单元的运用不同，采取不同的控制方法，对于电源稳定的管理性能，更好的运用V/f控制策略，同时在受到外部影响较大的电源采用PQ控制，达到优化微电网的运行。

2.1 PQ控制方法

微电网建设管理单位内部进行PQ控制管理工作的相关策略进行健全和完善，对于PQ控制主要就是给定功率的电源中输出功率P和Q进行控制，对于电压和负荷的变化进行测试，主要就是有效的保证恒定功率的输出。当使用逆变器进入微电网时，逆变器的输出电压即为电网电压，通过调节逆变器的输出电流，从而实现注入有功功率和无功功率的控制。将有功与无功解耦，对电流进行控制，采用PI控制器可使稳态误差为0。利用锁相环技术，可使采用PQ控制的DG能够获得频率支撑。

2.2 VF下垂控制方法

VF下垂控制主要就是对检测的电压和频率的控制，保证其恒定性，在负荷发生变化的时候，对于电源的输出的频率和功跟上节奏变化。对于VF下垂控制的原理是由于测试的微型电源输出的电压和电流，计算相应微型电源输出的瞬间的有功和无功，然后也就要对通过的波频进行平均核算，并与微型电源参数功率进行比较，在最后通过VF下垂控制器，有效的控制微型电源输出的频率和电压。同时给微电网系统带来了更加安全的使用过程，也是电力稳定性的解决方法，通过提高VF下垂控制质量保证了微电网的稳定性，能够充分的提高电力使用的性能。

3.微网综合控制方法的分类

由于分布式发电的迅速发展，微网技术的不断成熟，微网的控制策略也不断的更新改进，其方法非常多，增加微电网保护技术的投入充分的稳定了电力使用的稳定性，同时也提供了一个非常有效的方法。在电力系统的传输中，能够让整个电力系统正常的运行，这也是主动控制电力系统稳定性的方法。下面按照不同的控制策略对控制方法进行分类介绍。

3.1主从控制

所谓主从控制主要就是对于微电网由上面的主层控制和底层从控制到实际的有效的控制，对于上层控制向下层的控制单元下达命令，在控制的时候需要进行可靠的通信线路采集和控制信息，在对微电网进行控制的时候也就会导致电压的不稳定性，在进行通信和控制软件的故障的时候也就会导致系统出现故障，在对微网进行扩展的时候还会受到通信成本和通信频率的限制。

3.2对等控制

所谓对等控制也就是针对之前微电网采用即插即用式DG的微网提出控制方法，在对微网的设备进行有效的管理，通过采用对等的模式进行自动的控制，微电网中进行接入或者去掉其中的一个不对微电网产生相应的影响，这也就是对等控制的作用。对等控制也就不需要通过通信环节，可以有效的实现分式电源的即插即用的效果，让微电网使用中更具优势。

3.3基于多代理技术的微网控制

对于微电网中控制的研究，根据很多的技术研究和实践，将传统的电力系统中的代理技术更好的应用到微电网控制系统，代理的治理具有反应能力和自发行为的特点，可以有效的对微电网的分散系统进行控制，满足微电网自适应下垂控制的需要，同时还提供了一个能够控制性能但又不需要经常管理的控制系统，对于相应的智能控制系統也就是现在微网控制系统的主要发展方向。

4.结束语

对于当前微电网逆变器自适应下垂控制研究主要就是对电网的本身控制进行分析，能量管理系统中对控制系统进行优化，需要不断的完善微网控制系统。这也就是需要对微网控制系统进行集中研究，主要对不同微型电网系统的运行和控制；以及独立运行的模式和网络接连的运行模式中，微网智能的频率转化和电压的控制策略进行研究；还要对微电网的分散控制方法进行有效的优化，提高微电网逆变器自适应下垂控制效果。 [科]

【参考文献】

[1]孙孝峰，杨雅麟，赵巍，沈虹，谭广军.微电网逆变器自适应下垂控制策略[J].电网技术，2014（09）.

[2]赵宏伟，吴涛涛.基于分布式电源的微网技术[J].电力系统及其自动化学报，2009，20（1）.

[3]郑宏，史玉立，孙玉坤.微电网并网逆变器下垂控制策略的改进[J].农业工程学报，2012（06）.

4.自适应控制结课论文 篇四

航空发动机自适应神经网络PID控制

本文提出了一种航空发动机多变量自适应神经网络PID控制方法,采用基于共轭梯度的`神经网络学习算法在线整定控制器参数.该控制器的设计无需知道发动机精确模型,具有响应速度快、抗干扰能力强和鲁棒性好等优点.控制器不仅算法简单,实现容易,而且适用范围广.

作 者：蒋衍君 黄金泉 Jiang Yanjun Huang Jinquan 作者单位：南京航空航天大学203教研室,江苏,南京,210016刊 名：航空动力学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF AEROSPACE POWER年，卷(期)：15(3)分类号：V233.7关键词：航空发动机 神经网络 多变量控制 自适应控制

5.自适应控制结课论文 篇五

自适应阻尼控制悬架系统结构与工作原理

自适应阻尼控制悬架系统(ADS,Aajuster Damping Control Suspension System)是一种新型电子控制悬架系统,奔驰轿车即装用了这种悬架控制系统.自适应阻尼控制悬架系统将加速传感器、转角传感器、车身加速度传感器等接收的.信号输入ADS电子控制装置(ADS ECU),并根据车辆的行驶状况自动调节减振器的阻尼力,以适应路面的变化,即使在汽车进行避障行驶时,也可以保持良好的乘坐舒适性.

作 者：杨月海 作者单位：刊 名：汽车维修英文刊名：AUTOMOBILE MAINTENANCE年，卷(期)：2010“”(1)分类号：U4关键词：

6.自适应控制结课论文 篇六

精密转台系统非线性动态自适应控制器设计

提出了一种用于精密转台平滑鲁棒自适应控制器.通过基于σ改进方案的自适应律估计得到未知摩擦参数和非线性项的常值上界,并且利用一种平滑预测算法来改进用于估计不可测摩擦状态的双观测器.为了抑制不确定非线性项,加入了无抖振滑模控制项.通过Lyapunov方法证明了系统的.位置跟踪误差是一致最终有界的.仿真研究表明了该控制方案的有效性.

作 者：王忠山 王毅 苏宝库 WANG Zhong-shan WANG Yi SU Bao-ku 作者单位：哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心,哈尔滨,150001刊 名：航空精密制造技术 ISTIC英文刊名：AVIATION PRECISION MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：44(2)分类号：V249.12关键词：精密转台系统 摩擦补偿 不确定非线性项 平滑鲁棒自适应控制器

7.自适应前照灯的控制技术研究 篇七

随着社会的进步和科技的发展,人们对汽车的舒适性和安全性提出了新的要求。传统汽车前照灯系统虽经历了长足的发展,但仍存在诸多安全隐患,如弯道驾驶时,前照灯的照明角度限制会形成照明暗区,影响司机对弯道上障碍物的判断;雨天行驶时,地面的积水会反射迎面车辆车灯的光线,造成炫目等。为了解决现存的这些问题,一种新的前照灯系统——自适应前照灯系统AFS(adaptive front-lighting system)应运而生。

国外欧洲、美国和日本的公司早在2003年参与了AFS系统的开发。

国内的AFS研究起步较晚,只有少数机构在进行AFS的自主研发。上海某公司已经对AFS进行了国产化的工作,吉林某公司已研制出全LED前照灯样灯。

目前,虽然有些企业和科研机构对AFS控制模型进行了研究,也有一些高档车开始装载AFS,如宝马W5系、奔驰新E级、奥迪A8、雷克萨斯LS46OL以及凌志R系列等[2],但都还存在一定不足之处,如奔驰公司使用的AFS,有旋转角度与前轮转向角基本相等的限制;奥迪公司使用的AFS只在车速达70 km/h打开前照灯时才起作用[3];文献[4,5]中只研究了弯道时的AFS控制,文献[6]中只用一个CAN节点来同时实现传感器数据的收集和前照灯的转动,这会限制收集的数据量;此外,基本没有文献涉及LED自适应前照灯系统[7]。而国内研发的AFS只取得了阶段性的成果。本文则研究由LED组成前照灯组,传感器数据收集和前照灯转向分开实现的AFS系统,重点研究AFS系统的控制技术。

1 自适应前照灯系统()的功能

AFS的具体功能主要通过以下五种模式的照明优化来体现,且各种模式可叠加实现。

(1)高速公路照明模式

汽车在高速公路上行驶时由于车速快,要求前照灯能够提供亮且远的照明光束。当车速达到设定值max1(大约为30 km/h)时开始进入高速公路模式[8],此时增强提供给前照灯的电流强度以提高光强,并根据具体的车速来适当调整远光灯和近光灯的垂直角度。而当车速降到值min1(大约为5 km/h)时则退出高速公路模式。

(2)乡村照明模式

乡村道路的岔路纷多,且缺乏明显的道路标识,汽车行驶时要求前照灯提供左右不对称的照明光束,以照亮道路边的岔路和行人状况。当车身纵倾角度变化频率达到设定大值,同时根据城市道路照明标准,单位时间内接受到的平均光照强度达到设定值min2(约为1.5 lx)时,启动乡村照明模式。在靠右行的国家中,开左灯的所有近光灯;在靠左行的国家中,开右灯的所有近光灯和雾灯(雾灯实现右灯光束的拓展),并且增强这些灯泡的电流强度。而当车身起伏频率再次降到设定小值,或单位时间内接收到的平均光照强度达到设定值max2(约为8 lx)时,关闭乡村照明模式。

(3)城市照明模式

城市道路两侧有路灯及建筑物提供的稠密灯光,环境光照强度提高,汽车行驶时要求前照灯提供的光束亮度降低。当单位时间内接收到的平均光照强度达到城市道路照明标准中设定值max3(约为15 lx)时,启动城市照明模式,此时降低近光LED的电流供给。而当单位时间内平均光照强度再次达到设定值min3(约为5 lx)时,关闭城市照明模式。

(4)弯道照明模式[4-5、9]

汽车在进入弯道照明模式时,要求前照灯提供的光束能够消除照明暗区。当方向盘转角达到设定值max4(大约为10°)时,启动弯道照明模式,此时根据得到的方向盘转角和车速信息求出近光灯的转动角度,并执行转动。

为避免危险情况发生,弯道驾驶时驾驶员需要一段反映时间,考虑到夜间行驶时,驾驶员的生理和心理视觉能力普遍下降,将此反映时间设为2.5 s,而前照灯需要照亮汽车在3 s后将到达的位置,根据此位置算出前照灯水平转角为α=(Vt)/(2R),此处V为当前车速,t=3 s,R为弯道的曲率半径,α单位为弧度。可以得出下式:

K为稳定性因数,L为汽车轴距,对于某确定型号的汽车K和L为固定值,φ为前轮转角。

(5)恶劣天气照明模式

恶劣天气包括很多种,此处探讨出现较频繁的阴雨和下雾两种天气,这两者分别通过雨水传感器和湿度传感器的输出数据来判定。

阴雨天气时,路面的积水会反射对面车辆或路灯的灯光造成炫目,这要求改变近光灯的光型,可通过适当降低近光灯的垂直角度来实现。

下雾天气时,道路上的可见度下降,这要求提高前照灯的照明亮度,可通过打开雾灯并增强提供给所有近光灯的电流强度来实现。

自适应前照灯还有一个默认的工作模式,当不满足上述任意一种模式时,打开默认模式。

2 闭环控制系统

AFS的控制技术属于自动控制领域的应用,其输入包括:车速V,车身高度h,车身纵倾角度变化频率f,光照强度H,方向盘转角θ,雨水量N和湿度M;输出包括提供给LED的电流强度I,前照灯水平偏转角度α和垂直偏转角度β。此处,从AFS的输出出发,考虑到减小误差,可以得到三个闭环控制系统。

(1)电流I闭环控制系统

由图1可得,当高速行驶、下雾、在乡村和城市行驶时都需要改变提供给LED的电流强度,当然也可能出现下雾天气在高速公路或乡村、城市道路上行驶的状况,这三种情况下的电流改变量由各路况单独出现时的电流改变量的综合运算得到。单片机接收到V、M、f和H信号后,先与上文中提到的各max、min值做比较,若满足需求则将数值存储到相应内存单元中。接着,根据一定的转换算法,得到需要的电流量Ii,并由LED驱动电路提供输出电流I。同时用光强检测电路测得车灯光强,得到反馈的电流值If,此值与Ii运算得到Io,如此循环控制,保证得到正确的前照灯亮度。

(2)水平转角α闭环控制系统

由图2可得,当遇到转弯的路况时,单片机收集、筛选车速和方向盘转角数据,并通过公式(1)计算得到水平方向步进电机需要转动的角度αi,此值经传输后,控制LED在水平方向上转动一定的角度。同时,旋转位置传感器会将转动后的LED角度测出,得到反馈角度αf,此值与αi运算得到αo,如此循环控制,保证前照灯偏转正确的角度。

(3)垂直转角β闭环控制系统

β的闭环控制系统与闭环控制系统相似。由图3 可得,当高速行驶或下雨时需要调整LED的垂直方向角度,当然也会出现下雨天气在高速公路上行驶的状况,此时调整值为两种路况单独出现时得到的调整值的综合运算。

3 AFS的控制电路

AFS控制电路由以下四个部分组成:数据收集电路、传输电路、处理电路和执行电路。

(1)数据收集电路

数据收集电路收集车速传感器、光敏传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器、雨水传感器和空气湿度传感器等的数据。

车速传感器在各种汽车上都有不同的型号,在此不具体讨论使用哪种型号的传感器,而从车速里程表中直接引出车速信号。由于车速信号是12 V的单极性脉冲信号,而单片机所能处理的高电平信号只在5 V左右,所以需要12 V到5 V信号的转换电路,我们使用光电耦合器NEC2501[2]。

光敏传感器采用光敏电阻GL4526。GL4526反应速度快、灵敏度高、可靠性好。需将GL4526与一个阻值为1 kΩ的电阻相串联,再通过测量两者间的电压值变化来得到光强信号。由于电压信号是模拟信号,需通过A/D转换来得到单片机可处理的信号,此处采用12位的串行模数转换器MAX1230,有16个模拟输入通道AIN0~AIN15。光敏传感器的电压信号通过防止失真的100 p F电容与输入端口AIN0~AIN15相连,串行时钟输入端口SCLK接来自于单片机的外部时钟,由于单片机时钟频率为12 MHz,需经过四分频,达到MAX1230的工作频率要求。输出端口DOUT接至收集数据的单片机[6]。

光电式车身高度传感器在车头和车尾各置一个,放在车身和悬架之间,通过连杆将两者间的距离变化转化为角度变化,而此角度变化量与输出电压呈一定线性关系。单片机以一定的频率采集传感器输出信号,并将前后桥的信号变差,得出车身的纵向倾斜角度[6]。

方向盘转角传感器采用EPC-755A光电编码器。EPC-755A抗干扰能力强,输出稳定可靠的脉冲信号,脉冲的个数与角位移量成比例关系。编码器采用集电极开路型输出电路,通过鉴相电路输出脉冲信号,正转时输出计数脉冲T0,反转时输出计数脉冲T1。计数电路用3片74LS193连接组成,D0~D11将数据输出至单片机处理[2]。

雨水传感器采用SSM-002,空气湿度传感器采用HS1101/HS1100,输出电压经过A/D转换后送入单片机。

(2)传输电路

本文中的数据收集和处理电路为两个独立的CAN节点,故接收后的数据要通过CAN总线传到处理单元。

CAN是现在汽车上普遍使用的串行总线,CAN总线的物理层要通过收发器和总线控制器与单片机相连,此处采用的收发器为PCA82C251,控制器为SJA1000。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,控制器SJA1000的输入和输出需通过高速光耦6N137与82C251的TXD和RXD相连,发送点的单片机数据通过82C251后,再通过CAN总线传输到接收节点[6]。

(3)处理电路

本文中采用8位单片机AT89S51作为数据处理器,AT89S51可兼容标准8051指令系统及引脚,片内有4 kbytes的Flash只读程序存储器,能够灵活的在线编写和修改程序。

(4)执行电路[6]

前照灯通过步进电机的控制实现转动,共需四个步进电机,且水平旋转和垂直角度的调整电机,选择不同的型号,控制时两者也分开执行。

水平旋转部分由电机、减速机构和位置反馈三块组成。电机选用四相六线的42BYG001型永磁感应式步进电机,步距角0.9/1.8,采用双四拍通电形式,且通电顺序为AB-BC-CD-DA-AB时,电机正转,反之电机反转。在左转弯和右转弯时,左右前照灯分别转动不同的角度,结合方向盘转角与前照灯转角间特定的比例关系,如表1所示:

根据表1中电机转角及灯具转角间9∶1的比例关系,可得到旋转电机和前照灯之间1∶9的传动比,即可利用1∶3∶3两级齿轮来实现减速。

本文选用RPN旋转位置传感器来实现反馈,RPN在±45°角范围内输出电压与角度成线性关系,其输出电压经A/D转换后即可得实际转角。

垂直角度调整电机采用SAIA公司制造的两相线性步进电机,该电机反应速度快,它通过传动杆的进给量来反馈输出信号,从而保证精确的控制。

通过四个锁存器74LS373来实现水平、垂直方向电机的分开控制,单片机P3.0、P3.1口来发送片选信号。P3.0有信号时,选通对应水平控制的两个锁存器,P2.0-P2.3发送左灯的PWM脉冲,P2.4-P2.7发送右灯的PWM脉冲;P3.1有信号时,另两个锁存器选通,P2口发送PWM脉冲实现左右灯的垂直角度控制。

步进电机的驱动通过达林顿阵列管ULN2003来实现,单片机直接接ULN2003的输入端。

亮度控制比较简单,本文不再赘述。

4 总结

自适应前照灯控制技术在减少车祸的发生、提高驾车人身安全方面贡献突出,近年来它正在逐步发展起来,本文对此做出了一定的研究,但尚存在着诸多不足。例如针对本文中的数据收集部分,只是采用传感器收集数字信号,这很难有预见性,所以可适当地加入诸如红外、GPS等有预见作用的装置,收集包括数字和图像等多种类型的数据。此外,现在汽车中经常是CAN总线和LIN总线结合使用,LIN总线的报文帧相比较于CAN总线的数据帧,结构更加简单,若直接用在执行部分的总线连接会更方便。

参考文献

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[2]束华明,高明煜,王园园.基于单片机控制的汽车前照灯自适应系统[J].电子测量与仪器学报,2008(S2):318～320

[3]王维锋,吴青,吕植勇,初秀民.基于弯道模式的自适应前照灯控制建模及仿真[J].武汉理工大学学报,2009,31:70～71

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[5]郑韬,徐小良,何必仕.汽车前照灯弯道自适应照明系统的研究[J].自动化仪表,2009(07):46～47

[6]黄仁忠.汽车自适应照明系统开发[D].大连:大连理工大学,2008

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[8]雷雨海.前照灯智能化控制[J].交通科技与经济,2004(5):42～43.

8.自适应控制结课论文 篇八

关键词：热风炉；模糊自适应控制；快速跟随性；仿真；模型

中图分类号：TP273.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）04-0045-03

热风炉是高炉鼓风的加热设备，是高炉炼铁生产过程中的重要设备之一，它承担着将燃烧煤气所产生的热量传递到高炉鼓风的关键作用。根据热风炉的实际情况，详细描述基于模糊自适应的热风炉燃烧控制系统的设计，在Sinulink仿真时运用S函数实现模糊自适应控制器和系统快速跟随特性，并在此基础上对控制算法进行仿真研究。

1 热风炉模糊自适应控制系统设计

1.1 模糊自适应控制系统的设计

在快速加热期，使拱顶温度尽快达到给定值。当拱顶温度接近拱顶控制温度时，平稳过渡；当废气温度上升到上限（废气管理温度）时，停止加热。选取加热期拱顶温度的偏差e及其偏差变化率ec作为模糊控制器输入量，输出控制量为u，即煤气流量。当拱顶温度偏大，且有继续增大的趋势时，减少煤气流量；当拱顶温度较大，但速率的变化为负时，保持流量不变；当拱顶温度偏低，且有继续减小的趋势时，适当增加煤气流量。系统应随生产条件的变化自动调整相关参数。热风炉拱顶温度控制系统结构如图1所示。

1.2 模糊自适应控制模型的设计

1.2.1 模糊控制器参数的选择

1） 输入、输出隶属函数的选择。模糊控制器均采用“标准”二维模糊控制器形式，即二输入、一输出。变量模糊集论域均为[-6，6]，采用常用的三角形隶属函数。

2） 输入、输出变量论域及各增益系数的选择。偏差增益系数Ke的大小对系统的动态性能影响很大。Ke较大时，系统上升较快，超调量也较大，过渡过程较长。模糊控制器采用增量输出的方式，因为模糊集论域为[-6，6]，最大增量值为6Ku（Ku为模糊控制器输出增益系数）。控制量u1（t）的实际论域为[0，11]，其最大值为11，最大增量Δu1（kT）一般是u1（kT）最大值的百分位，如选Δu1（kT）为11×2%=0.22，那么Ku的初选值为Ku=0.037。

1.2.2 模糊逆模型参数的选择 实际上，模糊逆模型的形式与直接模糊控制器（指系统闭环内所采用的模糊控制器）完全一样。模糊逆模型中的模糊控制器采用“标准”形式，即二输入、一输出。变量模糊集论域均为[-6，6]，采用常用的三角形隶属函数。选择参数时，首先初步确定出模糊逆模型的yke，ykc及yku的值，然后集中在增益系数yku的调整上（yku称为自适应系数），调整方法类似于传统自适应控制器。本文选择yku=1。

2 仿真与分析

2.1 与直接模糊控制方法的比较

3 结论

本试验根据热风炉的工艺特点和燃烧特性，设计一种适用于热风炉燃烧控制的模糊自适应控制策略，建立了热风炉模糊自适应控制模型，分析模糊自适应控制模型的选择和逆模型的建立方法。仿真结果表明：模糊自适应控制策略能够取得良好的控制效果，并实现系统的快速跟随性。

参考文献

[1] 马竹梧.高炉热风炉全自动控制专家系统[J].控制工程，2002，9（4）：52-57.

[2] 黄兆军，楼生强，李钢，等.涟钢5#高炉热风炉燃烧的智能控制[J].冶金自动化，2002（4）：38-40.

[3] 汪光阳，胡伟莉.专家模糊控制系统在热风炉燃烧过程的应用[J].工业仪表与自动化，2005（1）：17-19.

Abstract： The study and application of a kind of fuzzy adaptive controller is discussed based on the technical characteristic of hot blast stove in the blast furnace system. The model of fuzzy adaptive control used in hot blast stove is established. Simulation experiments were conducted on the control system using Simulink of MATLAB. The simulation results prove that the strategy of fuzzy adaptive control can achieve the better control effect.

9.自适应控制结课论文 篇九

神经网络模型如图4所示。

4 实例分析

以四得四面体为例，如图5所示建立基础坐标系，末端参考点H位于末端平台EFG的中点。设参考点H在基础坐标系中，从点(0.8640，-0.6265，0.5005)直线运动到点(1.8725，0.5078，0.7981)，只实现空间的位置，不实现姿态。运动的整个时间T设定5秒，运动轨迹分为等时间间隔的100个区间。不失一般性要求，末端在轨迹的前40个区间匀加速度运动(a=0.2578)，中间20个工间匀速度运动，最后40个区间匀减速度运动(a=-0.2578)，开始和结束时的末端

速度为。设各定长构件长度为1m，机构中各杆质量为1kg，并将质量向四面体各顶点对称简化。

传动装置的参数如下：

Ma=4.0×10e -3kg・m/V;Ba=0.01N・m/(rad・s -1);

近似认为各关节电动机轴上的总转动惯量在运动过程中保持不变，其值分别为：

J1=0.734kg・m2;J2=0.715kg・m2;

J3=0.537kg・m2;J4=0.338kg・m2

末端位置误差曲线如图6所示。从误差曲线可看出，采用神经网络自适应控制的机器人位置控制精度较高，稳定性较好。

10.电力系统调度运行与控制结课报告 篇十

摘要：电力系统调度作为电网的核心部门，是电力系统这个庞大复杂的系统安全运行的基本保证，电力系统调度会根据电力系统实时的运行状态和相应的的运行目标来控制整个电力系统的运作。近年来，随着我国经济发展带来的需电量大幅的提升，大力建设电厂，电力系统的网络越来越庞大，使得电网的安全运行问题显得更加重要，因此要提高电力系统调度运行的效率及安全控制。

关键词：电力系统调度 安全运行 调度管理

电力系统调度是由许多发电厂提供电能，通过输电、变电、配电、供电网络向广大用户供电，是一个复杂的系统。其产、供、销过程在一瞬间同时完成和平衡。因此，其调度任务有别于一般的工业生产调度。电力系统调度要随时保持发电与负荷的平衡，要求调度管辖范围内的每一个部门严格按质量完成调度任务。

一、电力调度系统所需实现的功能

在电力调控中安装工业电视监控系统，其目的是为了在保证电力调度和电力供应的时间段中，提高对于突发事件的应急情况的解决速度，进一步来确保电力供应的安全运行水平。

1.1 设备的监视

主要包括主变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、高压室开关、主控室的电源盘及控制盘盘面等。通过在监视对象处安装摄像机、感应探头等装置，实现对一二次设备及其运行情况的监视，如：主变压器、开关是否有外部损伤，主变压器油位及控制盘上的表头、灯光信号是否正常等。

1.2 防火防盗

变电站撤人后，万一变电站发生火警，往往因为不能及时发现而延误了事故的处理，造成事故进一步扩大。此外，变电站有盗贼闯入时，也缺乏有效的防御手段。为此，可在高压室和主控室等地点装设一批烟感或温感探头，并在围墙四周安装对射式红外线探头。当探头感测到烟雾、高温或有人闯入时，就会向后台发出告警信息，同时连动切换摄像机画面，并记录下当时现场的情况。

1.3 灯光及智能化设备的控制

为使工业电视监控系统在晚上仍能发挥作用，变电站的灯光应具有定时开关或远方控制的功能；而一些智能化的设备，如探头、门禁等也可做到远方控制。

1.4全系统结构：

在各变电所，安装摄像头，视频服务器，控制解码器，以及摄像头云台。再在主控室里安装其它设备，并在网络终端PC机中安装对应的管理系统让，各变电所，和电力供应处以地图的方式进行显示出来并且。

在屏幕上会产生整个电力系统的管理范围，如图所示，当出现异常情况的时候系统就会自动的在大屏幕上显示出出事地点，并做出提示。这时的管理人员可以进行人员的调配，以及对应的检修。

二、运行现状

电力系统运行实行统一调度、分级管理。统一调度以分级管理为基础，分级管理是为了有效地实施统一调度。加强电力系统调度管理，提高调度人员的素质水平，杜绝误调度、误操作事故的发生是保证人身、电力系统与设备安全运行的关键。

电网调度自动化系统是科技含量高、建设周期长、投资大、涉及计算机、网络、数据通讯、远动和电力系统等多学科、多领域、多专业技术知识的较为复杂的系统工程。电网调度自动化系统，在电网的实时监控、故障处理、负荷预测和电网的安全、经济、稳定运行等方面，发挥了重要作用，同时也为各级领导和生产、管理部门提供科学准确的决策依据等方面发挥了重要的作用。电网调度自动化系统的应用彻底地改变了传统的，为电网调度提供了高科技含量的新型电网调度手段，是电网调度手段和方法的一次革新，是电网安全、经济、稳定运行的重要保障。近几年来，随着电网调度自动化系统技术日趋成熟，在实际应用中取得了很好的效果。

三、电力调度自动化系统在系统运行维护方面存在的问题主要有：

1、缺乏相应的专业技术人员。目前，虽然部分地区电网调度自动化系统已初步建立并运行，但由于缺乏相应的专业技术人员，运行维护跟不上，系统运行的安全性和稳定性不能保证，大大影响了系统的效率，影响了系统功能的发挥。

2、缺乏相应的管理制度。调度自动化系统投入运行以后，由于缺乏运行和管理经验，没有及时制定各种管理制度，系统的运行维护工作无制度可依，为确保不影响系统的安全、稳定运行，及时学习和制定相应的各种管理制度。

3、重使用、轻管理。调度自动化系统投人运行以后，存在重使用、轻管理现象。不重视专业技术人员的配置和学习培训，出现问题后过分依赖厂家，影响系统的连续、安全、稳定运行，应及时纠正这种现象，实现使用和管理并重。

四、调度运行的必要性

电力系统是一个庞大复杂的系统，由几十个到几百个发电厂、变电所和千万个电力用户，通过多种电压等级的电力线路，互相连接成网进行生产运行。同时，电能生产输送过程迅速，发输用都在同一瞬间完成。全网发电出力和用电负荷必须时时达到平衡。因此，作为一名调度员，调度指挥全网，必须心中有数。目前，各级调度员都基本实现于“电网调度自动化系统”，调度员通过迅速取得实时、准确、可靠的电网实时信息，进行调频、调压、调流，网络操作和事故处理，以保障用电质量和电网稳定运行。

现代电力系统的发展趋势是电网日益庞大，运行操作日益复杂，从而当电网发生故障后其影响也愈益广大。另一方面用户对供电可靠性和供电质量的要求却越来越严格，这就对电力系统运行调度人员和电力系统的自动化水平提出了更高的要求。如果一旦出现错误操作，轻则引起非正常停电，造成不该有的损失；重则造成人员伤亡和大型设备损坏的恶性事故，由此带来的直接经济损失和间接经济影响更是不可估量的。所以说，安全可靠的电网设备操作是一个永恒的课题，非常值得我们以更多的资金和人力来深入地、进一步地进行研究。

五、调度的管理

在电力系统运行中，电力调度是电网运行管理、倒闸操作和事故处理的指挥机构，是保证电网安全运行、稳定运行，要保证电能生产的正常运行、要保证合格的电能质量、要有较好的经济性，要保障自身的安全稳定，就必须对电网实施控制和运行管理。加强和提高电网的调度管理主要有以下几个方面：

(1)统一思想，加强调度纪律，提高认识。电力调度安全管理工作的好坏，直接影响着安全和经济运行，随着电力调度安全工作的现代化程度越来越高，对电网的安全稳定运行起到了极大的促进作用，但是结合实际要保证电网的安全运行，就必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令，擅自投停运设备，抓住这些就必须抓住人的因素，从思想上深刻认识到调度管理的重要性和实行统一调度的目的，加强调度纪律，有效保证电网的安全、优质、经济运行，维护社会的公共利益。

(2)加强电网运行的操作管理。为了加强操作管理提高电网运行质量，减少设备遗漏隐患，我公司调度所在贯彻部颁《电业安全工作规程》和国家《电网调度管理条例》的有关前提下，结合本网实际操作管理制度，严格按《网区内电力调度管理规程及相关规定》执行。切实提高调度人员的安全思想意识，严格执行规章制度，坚决反对一切习惯性违章现象，坚持“两票”制。

(3)加强计划检修管理。推行一条龙检修，严格控制非计划检修，在检修管理中始终将可靠性要求排在第一位，严格审批手续，其中不具备条件或配合工作未准备好的决不批准，实现检修计划一条龙管理，杜绝重复停电使可靠性停电指标使始终处于受控状态。

(4)提高电网的经济运行管理。电网经济运行又称电网经济调度，它是在保证安全、可靠、运行和满足电能质量、用电需要的前提下，根据经济调度的基本原理，制定各厂(站)之间的电能的能耗使运行费用最少，从而获得最大的经济效益。

参考文献

1、刘明礼，调度运行管理系统[J].农村电气化，2008。

2、吕财，电网调度管理及安全运行[J].考试周刊，2008。

3、冯春燕，浅谈调度运行专业安全工作的过程管理，宁夏机械，2007。

4、郭东林，电力系统安全运行问题及探讨，宜春市林业局。

电力系统调度运行与控制结课报告

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11.自适应控制结课论文 篇十一

关键词:常规PID控制器 恒温箱

中图分类号:TP273文献标识码:Ａ文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0121-02

1 模糊自适应PID控制原理及结构

模糊自适应PID控制基本原理:以误差e和误差变化作为输入,运行中不断检测e和,并利用模糊规则进行模糊推理,查询模糊矩阵表调整参数,满足不同时刻的e和对PID参数自整定的要求,利用模糊规则在线修改PID参数,以使被控对象具有良好的静态、动态性能。模糊自适应PID控制系统结构如图1所示。常规PID控制器作为一种线性控制器,其离散的控制规律为:

对于系统被控过程中不同的|e|和||,PID参数、、的自整定原则如下:(1)误差|e|较大时,为加快系统的响应速度,使系统具有快速跟踪性能,应取较大和较小。同时,为了防止积分饱和。避免系统超调过大,应限制或使其为零。(2)误差|e|和||中等时,为使系统超调较小,应取较小,适当和,特别是的取值对系统响应影响较大(一般取值较小)。(3)误差|e|较小时,为使系统具有较好稳态性能,应取较大和。同时,为避免系统在平衡点附近出现振荡,应取合适的值。||较大时,取较小;||较小时,取较大。

考虑到上述原则,在该设计中,模糊控制器采用2输入,3输出的结构。以误差e和误差变化作为输入,经量化和模糊化处理后,查询模糊控制规则表,得到模糊输出量、、,再经解模糊和量化因子输出精确量,并将该输出量与传统PID相结合输出系统的控制量。输人语言变量e和以及输出语言变量、、的模糊集论域均设为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6},取相应论域上的语言值为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。考虑到对论域的覆盖程度及灵敏度,鲁棒性和稳定性等原则,各模糊子集隶属度函数均采用三角形隶属函数。

模糊规则采用“if e is A andis B thenis C andis D andis E”的方式,控制器参数模糊推理过程采取Mam-dani直接推理法,“与”运算采用极小运算,“或”运算采用极大运算,模糊蕴含运算采用极小运算,模糊规则综合采用极大运算,去模糊化采用重心法且其计算公式为:

(2)

根据PID参数调整原则,输出量、、一轮决策将最多涉及147条推理规则。

2 恒温箱温度控制系统硬件电路设计

温度控制目前大多采用以单片机或CPU为核心的控制系统,这些以软件控制和运算的系统相比于硬件系统速度要慢、实时性差且可靠性低。FPGA作为一种新型的数字逻辑器件,具有集成度高、可重复编程、逻辑实现能力强、设计灵活等特点,使用其内部逻辑模块单元实现所需功能,各个模块并行运行,与传统的基于CPU并行计算不同,FPGA内部结构真正实现并行计算,而不是宏观上并行微观上分时运算,这使得系统运算速度快、实时性强。

该设计采用Altera公司的Cyclone系列FPGA器件EP1C12为核心控制器来测量与控制恒温箱内温度。通过键盘向FPGA输入设定温度,现场温度参数由热电偶传感器转换成电动势信号,经A／D转换和滤波后,将实时的数字测量值送入FPGA。FPGA将比较温度的设定值与测量值,经模糊自适应PID控制算法运算处理后,输出相应控制信号,确保恒温箱内温度变化范围始终保持在设定值的误差范围内。系统的液晶显示用于实时显示控制系统的当前温度值、温度变化曲线、参数配制等信息;键盘用于设定控制系统的初始定值及初始参数信息;Flash,SDRAM,C等用于实现存储空间的扩展。图2为系统整体硬件结构框图。

此外,在FPGA中还集成有Altera公司提供的NIOS II软核处理器,FPGA一方面通过内部的双口RAM与其内部的硬件逻辑控制模块进行通讯,获取控制模块的状态信息并配置其参数;另一方面监控显示模块和键盘模块。FPGA内部逻辑示意图如图3所示。模糊自适应PID控制模块是整个控制系统的核心,可实现模糊参数自整定PID控制算法。为便于实现计算机的实时控制,采用离线计算,在线查表方式。如有需要,只需重新修改控制算法模块,并重新配置FPGA,就可实现控制算法升级。

3 嵌入式软件设计

基于NIOS软核CPU的嵌入式软件设计采用C语言编写完成,该嵌入式软件设计主要实现人机交互和模糊自适应PID控制模块监控两部分功能。温度控制系统上电启动后,首先初始化系统,然后模糊自适应PID控制模块读双口RAM1获得控制器的初始参数信息,并进行控制运算,根据运算所得结果在显示屏上显示当前温度控制系统的参量及温度变化曲线等当前状态信息,同时将这些实时控制参数及状态信息写入双口RAM2保存,NIOS软核处理器再由RAM2中读取数据,获得模糊自适应PID控制模块的当前状态信息。若由键盘重新输入新的温度设定值,则当系统读取到该值时,自动查询模糊控制规则表修改双口RAM1中的配置参数值,重新代入模糊自适应PID控制模块进行运算,并将新的参数值及系统实时状态信息写入双口RAM2保存且反馈给NIOS软核;若无键盘输入,则系统状态保持不变。

4 实际运行结果及存在问题

对于具有大惯性、大滞后等特点的温度控制系统,基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器可取得良好的控制效果且自适应能力强。但在控制器的应用过程中仍存在一些问题,如模糊规则和隶属函数的优化、系统抗干扰性能的增强等。因此,仍需进一步完善和修改该控制系统。

5 结语

该设计基于高密度的可编程逻辑器件FPGA,在传统PID控制器的基础上利用模糊控制的优点控制恒温箱的温度。结果表明,该控制系统具有良好的动、静态性能和鲁棒性能,对参数时变具有很好的适应能力,实时计算量小,调校方便,且具有良好的升级性能和灵活性。市場应用前景较好。

12.一种模糊自适应PID控制方法 篇十二

关键词：模糊控制,自适应控制,PID算法

1、引言

PID调节是Proportional（比例）、Integral（积分）、Differential（微分）三者的缩写，是连续系统中应用最为广泛的调节方式。PID调节的实质是根据输入的偏差值，按比例、积分和微分的函数关系进行计算，其计算结果用以输出控制，以实现简单和复杂的调节功能。这里先介绍经典PID调节算法。

或者△u (n) =Pval+Ival+Dval

其中：

K p：比例系数，现场习惯用比例带1 0 0/K p;

Ki：积分系数，Ki=Kp*T/Ti

K d：微分系数，K d=K p*T d/T

Pval：比例作用，Pval=Kp*[e (n) ―e (n-1) ]

Ival：积分作用，Ival=Ki*e (n)

Dval：微分作用，Dval=Kd*[e (n) ―2*e (n-1) +e (n-2) ]

Ti、Td和T分别是积分时间、微分时间和控制周期。

式中u (n-1) 为n-1时刻的实际控制量，△u (n) 为n时刻的控制量的增量，e (n) 、e (n-1) 和e (n-2) 分别是n、n-1和n-2时刻控制量与实际值的偏差，Ti、Td和T分别是积分时间、微分时间和控制周期，其中偏差规定如下：偏差=设定值-测量值。

PID的主要参数Kp、Ti、Td和T通常可以利用Z-N法进行整定。

对于采用经典PID控制的温度控制过程，在干扰大、滞后时间长和偏差大等情况下容易发生过冲和振荡现象，难以取得良好的控制效果，并且比例、积分和微分作用相互影响，不容易调整。

2、模糊自适应PID控制算法

为了摆脱经典PID算法中各种因素之间的相互影响，可以把比例、积分和微分作用分别用比例因子P、积分因子I和微分因子D表示，相互之间没有关联，互不影响。运算公式如下：

其中：

P、I和D分别是比例因子、积分因子和微分因子，K i i是积分作用强度因子。

积分作用强度因子Kii

其中：A为偏差限值。

即当温度偏差绝对值|e|从接近A到A/2方向，积分作用从0.2～100%逐步增强。

当偏差|e|>A时，积分不完全起作用。

与经典PID算法相比，比例因子P、积分因子I和微分因子D的作用与比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td的作用相似，P值越大，比例作用越强，P值越小，比例作用越弱；I越小，积分作用越强，I值越大积分作用越弱；D值越大，微分作用越强，D值越小，微分作用越弱。但有明显不同：

⑴比例因子P、积分因子I和微分因子D的作用完全独立，并且与控制周期无关。

⑵积分因子I和微分因子D与积分时间Ti和微分时间Td的数值差别很大，不能根据经验进行设置；

⑶积分作用强度因子Kii与偏差有关，具有模糊自适应能力，能够根据偏差的大小自动调节积分作用的强弱。

根据偏差的大小和性质建立模糊控制规则。当偏差大或较大时，增强控制作用，以尽快消除偏差；当偏差较小时，减少控制作用，以减少因测量误差引起的波动。

设△T1=量程*1.0%

设△T2=量程*0.25%

当偏差|e|在△T1～A之间和|e|>A时，按照公式计算。

当偏差|e|在△T1～△T2之间时，增加P、I作用，减弱D作用，PID参数做以下修正：

以新的P’、I’和D’代替P、I和D参与公式计算。

系数c1、c2、c3与偏差∣e∣在△T1～△T2之间的次数有关，范围为0.05～0.50。

当偏差|e|在0～△T2之间时，减弱各调节作用，P I D参数做以下修正：

当偏差|e|在0～△T1之间发生振荡时，根据振荡特性自动在±0.25范围内修改P、I、D参数。

其控制流程如图1所示。首先根据经验缺点比例因子P、积分因子I和微分因子D的初值，设置偏差限值△T1、△T2和A，假设设定值为r，测量值为y，初始化e (n-1) =0, e (n-2) =0，然后计算偏差e (n) =rn-yn，根据偏差e (n) 大小，利用公式自动计算Kii和调整P、I和D的值，计算PID输出。如果采样周期到，进入下一个循环重新计算。

3、试验结果

按照经典PID控制方法和模糊自适应PID控制方法分别进行PID参数自整定和全过程控制，改变设定值、控制周期、比例、积分和微分等有关控制参数，对过冲量、稳定性（波动量）和抗干扰能力等进行对比分析。通过实验室模拟和现场使用，证明本文提出的模糊自适应PID控制方法有以下优点：

(1）、比例因子P、积分因子I和微分因子D相互独立，调整时不需要考虑相互影响；

(2）、调节输出比较稳定，对控制系统的扰动较小，可以增加执行机构的使用寿命；

(3）、抗干扰能力较强，在发生干扰后，能够较快恢复平衡，一般不发生振荡现象；

(4）、偏差限值A设置得越小，系统的过冲量越小，但过渡过程时间增加。

参考文献

13.自适应翼型的气动外形优化设计 篇十三

自适应翼型的气动外形优化设计

二维翼型自适应的研究是设计自适应机翼的基础.提出了在不同Ma数、迎角下,用Powell法优化二维翼型前、后缘襟翼的偏转角,以获得比常规翼型在亚声速时升阻比大而在超声速时阻力系数小的自适应翼型的研究方案.并与原始翼型以及气动双目标(亚声速时,大升阻比;超声速时,小阻力系数)的`优化翼型进行了比较,证明了自适应翼型比气动双目标的优化翼型气动效率更高.初步探讨了二维翼型前、后缘襟翼的偏转位置对气动效率的影响.

作 者：刘航 朱自强 吁日新  作者单位：付鸿雁,北京航空航天大学,流体力学研究所,北京,100083 刊 名：航空学报  ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA 年，卷(期)：2002 23(4) 分类号：V211.41 V224 关键词：自适应翼型   双目标优化翼型   数值优化  

14.自适应控制结课论文 篇十四

多维优化问题的一个自适应两点步长算法

给出了克服牛顿算法缺陷的自适应两点步长的.算法.利用拟牛顿性质得到包含前两个迭代点有关信息的迭代步长因子解析表达式,无论初始迭代点与最优解之间是否存在Hesse矩阵不正定点、鞍点和广义拐点,迭代点列自动快速逼近最优解,该算法具有自适应性且仍具有二阶收敛速度;证明了算法的收敛性,并给出了算例,利用Mathematics数学软件验证了算法的有效性.

作 者：尹忠海 李炳杰 作者单位：空军工程大学,电讯工程学院基础部,陕西,西安,710077刊 名：西安电子科技大学学报(自然科学版) ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF XIDIAN UNIVERSITY年，卷(期)：29(6)分类号：O221关键词：牛顿算法 Hesse矩阵 步长因子 二阶收敛

15.自适应控制结课论文 篇十五

我国的中小城市交通量相对不大，交通信号控制一般采用两相位，车辆种类繁多，随机性大，且具有较强的时段性。传统的交通信号控制系统采用固定的周期运行，造成交通运输高峰期车辆排队较长，低峰期车辆长时间等待，从而造成交叉口交通混乱现象。中国现行的交叉口交通控制信号大多是针对机动车交通流设置的, 考虑行人过街因素的很少, 行人过街交通近于无控无序状态，行人乱穿马路，造成了大量交通事故。为了解决这些现象，提高路口车辆通过率，改善交叉路口的混乱现象，将自适应控制技术引入交通信号控制, 实现信号灯的自适应控制。

交通流系统是一个时变性很强的动态系统, 具有较强的随机性和不确定性, 并且系统的环境也是多变的, 因此交通控制系统不仅要具有状态的识别能力, 更应当具有控制策略的自寻优能力和对环境变化的自适应能力, 即通过系统的在线运行可以获得对应于各个标准交通状态的具有最佳运行效果的控制策略和在环境发生变化后, 能够自我感知并能对新环境下的控制策略重新进行寻优和学习。

根据中国各中小城市交通现状和未来发展需要，确定建立自适应控制模型的策略体系具体原则包括以下几个：

(1)预防与对策常发性交通阻塞的交通控制与管理策略;

(2)预防与对策偶发性交通阻塞的交通控制与管理策略;

(3)系统最优 (以优先公共交通及改善环境为目的) 的交通控制与管理策略;

(4)用户最优 (支援特种车辆及紧急状态) 的交通控制与管理策略;

(5)适应于混合交通系统的交通控制与管理策略;

(6)交通信号周期内有最大车辆通过率

2 交通自适应控制系统模型的建立

所谓自适应控制可以简单的定义如下：在系统工作过程中，系统本身不断的检测系统参数或运行指标，根据参数的变化或运行指标的变化，改变控制参数或改变控制作用，使系统运行于最优工作状态。

自适应控制系统有连续时间系统和离散时间系统。由于交通控制系统是连续的时间系统，因而用连续时间方程来描述比用离散时间方程更接近其本质。但是连续时间算法的实现不太适合现在数字计算技术，而且调整速度较慢，在系统存在干扰的情况下，常使系统不能满足某些技术条件要求。离散时间算法可以很好地利用现在数字计算技术，但由于它们的设计建立在把实际连续对象作为离散系统的基础上，因而无法与实际连续对象紧密耦合[1]，控制系统也是不理想的。由此可见单一的连续时间系统和单一的离散时间系统都不能使控制系统处于理想的工作状态。因此，本文在设计自适应控制器时采用离散与连续相结合的方法，建立混合自适应控制系统。该系统始终保持连续时间状态，但控制参数的估计和调整是离散的。从适应对象而言，混合自适应控制有确定型的和随机型的，由于城市交通的不确定性，本文采用随机混合自适应控制系统对城市交通信号系统进行控制。

2.1 对象模型与控制目标

考虑单输入-单输出连续时间随机对象

其中，为微分算子;ζ (t) 为有界随机干扰;B' (p) , C' (p) 为Hurwite多项式;A' (p) 和B' (p) 互质。

控制目标是设计一种随机混合自适应控制器用于交通控制系统，使所有信号控制时间有界，且系统输出y (t) 很好地跟踪参考输入信号y* (t) 。

2.2 控制器结构及最优控制设计

设，τ>0为设计常数，于是(1)～(4)可以表示为相应等价方程：

式中n*=n-m≥2。

这些方程中q-1在不同的时间系统中表示的物理意义不同，在离散时间系统中表示时间延迟，而在连续时间系统中表示一节低通滤波器。这样混合自适应控制系统可采用图1所示结构。

显然，在这种系统中，用一个连续时间可调控制器去控制连续时间对象，而用离散时间自适应机构对可测连续时间变量进行采样，并根据所获得的信息离散的对可调控制器进行校正，产生控制信号u (t) ，从而控制对象输出，使y (t) 很好地跟踪y* (t) 。为了达到上述目的，可选择目标函数为：

其中，C (q-1) 可选择多项式C (q-1) =1+c1q-1+…+cnq-n (10)

由J最小推导出最优控制规律为：

3 自适应控制方案研究

在交叉口设置检测装置，检测到达交叉口车辆数及等待通过行人数，根据2004年5月1日新施行的《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》以人为本的原则，要求行人过街有保障，由于公交载客量较大，要求公交优先，有文献提出要用设置行人交通控制信号的方法满足行人过街最小通行时间要求, 这样在一定程度上减少机动车辆绿灯时间，且行人过街时间也有所减少，为了既使行人安全及时地通过，又保证机动车辆的绿灯时间，本文采用当量车辆计数法对交通通行量进行检测，即根据各城市情况，确定一定的当量系数，将公交车数及等待通过的行人数及其他车辆换算成轿车数量。

当交通流随机性较大时, 自适应控制是减少车辆延误的有效方法。使通过交叉口的车辆总延误最小或使通行相位中交叉口停止线前的车队长度最短。一个经验丰富的交警通常是按队长 (数字化为车辆数) 指示进行交通指挥的, 在某一相位的放行过程中除了尽可能消除当前通行的车队队长外, 他会不断观察下一个相位车道上的车队长短, 还有是否有紧急情况出现，综合考虑是否把通行权交给下一个相位。还有关于车辆类型的问题，由于像公交这类车辆运输量要远远大于一般的轿车，所以公交车应该有优先权，还有其他类型的专用车辆如警车、急救车、消防车等一些时间比较紧急的车辆，也需要有优先通过的权利，而以往的控制方法常常忽略这一问题，本文采用当量车辆计数法，很高的解决了这一问题。因此, 把队长作为控制目标, 综合考虑各车道上车队长度以及车辆类型, 以此来决定绿时分配的控制方法更接近人的决策过程。

一般来说, 当队长较短时, 信号周期则应短一些, 但一般不能小于P×15s (P为相位数) 以免某一方向的绿灯时间小于15s, 使车辆来不及通过路口而影响交通安全;当队长较长时, 信号周期则应长一些, 但最长周期不能超过120s, 否则某一方向的红灯时间将超过60s, 驾驶员心理上不能忍受。当队长很小时, 一般按最小周期运行;当队长很大时, 只能按最大周期控制, 此时车辆堵塞现象已不可避免。

根据经验，单交叉路口的交通信号自适应控制可以描述为[4,5]：

(1) 从相位i开始, 分别指定各相位最短绿灯时间Gimin，最大绿灯时间Gimax;

(2) 先给该相位以最短绿灯时间, Gi=ΔG=15s;

(3) 在ΔG内测得放行车道上的交通需求(当量车辆数), 设其为ri;同时测的另一车道上的交通需求，设其为hi

(4) 若ri小于某一给定的值r或累积绿灯时间Gi=Gimax, 或ri

(5) 根据ri值的大小来确定绿灯延长时间ΔG, 若ri小, 则少量延长绿灯时间;若ri大, 则大量延长绿灯时间。

由此建立自适应控制规则。设延长的绿灯时间为ΔG, 若G+ΔG≥Gmax, 则ΔG=Gimax-Gi;否则该相位的绿灯时间为Gi+ΔG, 回到步骤 (3) 。

算法中的队长是用交叉口停止线前相隔一定距离 (通常为80～100m) 的两检测器之间的当量车辆数来描述的。对于测得的车辆数向自适应机构传输时可采用模糊算法，即将测得的队长l可看做模糊变量l, 其论域为L={1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21}, 取7个语言值:l1 (很长) , l2 (长) , l3 (较长) , l4 (中等) , l5 (较短) , l6 (短) , l7 (很短) 。绿灯追加时间ΔG同样看做模糊变量g, 其论域为Γ={3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35}, 取7个语言值:g1 (很多) , g2 (多) , g3 (较多) , g4 (适中) , g5 (较少) , g6 (少) , g7 (很少) 。根据控制经验, 一般可总结出7条控制规则, 若l=li, 则g=gi, i=1, …, 7。由7条语言控制策略可组成单输入单输出语言控制策略, 每条控制策略可用模糊关系矩阵表示。可调时间控制器根据不同控制策略确定不同绿灯追加时间。

4 结论

本文提出一种基于随机混合自适应控制技术的城市交通智能控制系统。为实现全局优化控制的目的, 所设计的自适应控制策略遵循全局最优的原则。通过大量的对随机车辆数进行采样根据所获得信息量离散的对可调时间控制器进行校正，从而对交通信号进行控制，以达到全局优化调度的目的。该系统与以精确的数学模型为基础的传统的城市交通控制系统相比, 可以有效地解决我国中小城市交通控制中存在的问题, 有着良好的应用前景。

摘要：针对中国中小城市道路交通的特点及交通控制系统现状和未来发展的需要, 将随机混合自适应控制应用于城市交通信号控制系统。改变传统的城市交通控制系统, 减少车辆的等待时间, 改善交叉口通行能力, 为优化城市交通控制提供一种参考方法。

关键词：随机自适应控制,交通信号,交通控制系统

参考文献

[1]陈新海, 李言俊, 周军.自适应控制及应用[M].西北工业大学出版, 1998.

[2]丛冬栋, 王振家.基于FNNC的城市交通智能红绿灯控制系统[J], 控制工程, 2003 (10) :14～17.

[3]陈淑燕, 陈森发, 黄毅.单路口多相位交通信号模糊控制系统的设计[J].系统仿真学报, 2002 (7) :962～965.

[4]刘智勇, 尹征琦, 赖荣.基于PLC的模糊智能交通控制系统[J].公路交通科技, 1998 (2) :20～23.

[5]刘智勇, 尹征琦, 朱劲, 李秀平, 吴今培.基于模糊控制的多功能交通控制系统[J].中国公路学报, 1999 (2) :84～89.

16.股市自适应 是理由还是借口？ 篇十六

人类的大脑需要理由，才能更好地理解事物、运用知识。人类重视理由的倾向很强大，可往往是自身的心理现象或者潜意识行为，我们往往感觉不到它。比如：我们的祖先认知能力有限，并不能解释很多自然现象，但因为种种原因必须有个理由来解释，今天我们看似荒谬的图腾崇拜、迷信、传说等，可能是当时最“科学”的解释。人们对新奇、费解和令人恐惧的事物，更倾向于搞清原因、找到理由，找不到，就自己编一个理由。

宗教都有响当当的理由，像佛教的“因缘和合、业与轮回、无常与无我、解脱与涅槃”，基督教的“信、望、爱”等，很大一方面是回答“我是谁、我从哪里来、要到哪里去”这些问题。宗教和功法几乎都是在启示人走向神圣性的一面，启示人们脱离动物性和世俗性，从更高的角度给人一个活着的理由。

人们天性喜欢阴谋论，有些事物发展演进具有复杂性、非线性、多因素性等，如果超过了人们的理解怎么办？但人往往不喜欢或者不愿意承认自己不知道，更愿意相信简单的理由和逻辑，而不探究正确与否。全球金融市场的风云变幻，最流行的是罗斯柴尔德家族操纵

说法。其之所以流行，并非《货币战争》书中有多么严密的逻辑论证，就算其内容是捕风捉影，很多读者也愿意相信，因为他们总需要相信点什么。重视理由本身没有错，我们只有不断尝试，弄明白正在发生的事情的背后原因，分辨事物的能力才可得以逐步提高。但从尊重事实、保持客观态度的角度看，我们有时得承认自身的局限性，有些事情的发生，我们根本不能获得准确的原因。这在投资领域特别是股市中是非常普遍的。

股市是自适应的复杂系统，非常难以准确预测。笔者以前曾提到“爱尔·法罗”问题，预测者选定模型后，预测结果正确与否，取决于其他预测者的预测模型，演变成“我预测别人，如何预测我”的循环往复。股市是更复杂自适应系统，远比那个模型要复杂得多，影响股价变化的因素非常多，并存在众多买卖双方的博弈策略、预期变化甚至情绪变化等。

寻找涨跌的理由容易变成找借口，支撑自己的观点。由于股市中股票价格生产机制过于复杂，结果是只要你愿意寻找涨跌的理由，就肯定能找到，从而支撑你的分析或预判，但这肯定不是涨跌原因的全貌，过于简化或者仅仅是“借口”，支撑自己的观点，让自己有所慰藉。我们不难理解，在股市高峰期看涨、在股市低迷期唱衰是非常自然的事情：股市越在高峰，好消息越多、股民的情绪越高涨，股民在风口浪尖而不觉风险；股市越在低谷，坏消息越多、股民的情绪越低落，该买入的时候却因恐惧而选择卖出。过于强调涨跌的理由，往往导致投资者对企业价值视而不见，对其估值是否合理、高估、低估等视而不见。作为基本面分析的投资者，我们应该具有什么样的基本态度？首先，对中国经济的发展阶段和发展趋势有个合理的基本判断，才不会受“经济危机”、“股市推倒重来”这类论调影响。其次，承认自身预测能力的局限性，把大部分精力放在企业分析和估值判断上来，

17.自适应控制结课论文 篇十七

二维自适应非结构网格DSMC并行算法研究

研究了二维自适应非结构网格DSMC并行算法实现的过程.首先提出了一类非结构网格自适应策略,有效降低了网格尺度对计算结果的影响,提高了流场的.分辨率;然后基于PC-CLUSTER群机并行体系结构与消息传递库MPI并行环境,利用分区并行思想,设计了非结构网格DSMC并行算法,节约了计算时间.利用For-tran90的动态分配内存技术编制了通用计算程序;最后对过渡流域高超声绕流进行了数值模拟,计算结果初步验证了算法的可行性与有效性.

作 者：王学德 伍贻兆 夏健 林晓宏 WANG Xue-de WU Yi-zhao XIA Jian LIN Xiao-hong  作者单位：王学德,林晓宏,WANG Xue-de,LIN Xiao-hong(南京理工大学动力工程学院,南京,210094)

伍贻兆,夏健,WU Yi-zhao,XIA Jian(南京航空航天大学,航空宇航学院,南京,210016)

刊 名：计算力学学报  ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL MECHANICS 年，卷(期)：2009 26(2) 分类号：V211.3 关键词：自适应非结构网格   DSMC   并行算法   MPI  

18.自适应控制结课论文 篇十八

讨论了飞行器纵向攻角控制方法.攻角的状态方程中存在时变参数和外部扰动不确定性.基于自适应反演控制技术的.迭代设计方法可以保证闭环系统一致最终有界.仿真结果证明了此方法的良好效果.

作 者：郭法涛 王晓予 关成启 Guo Fatao Wang Xiaoyu Guan Chengqi 作者单位：郭法涛,关成启,Guo Fatao,Guan Chengqi(中国航天科工集团公司第三研究院,北京,100074)

王晓予,Wang Xiaoyu(第二炮兵装备部,北京,100085)

19.自适应空气悬架控制器设计 篇十九

1 空气悬架的数学模型

空气悬架具有主动控制的优势。主动控制方式分为两种,即:半主动控制和完全主动控制。半主动控制系统指的是根据路面信息,改变阻尼系数,使悬架系统对某种性能指标最优。完全主动控制是指在悬架系统中加一作动器,使其输出力F补偿地面波动产生的力,使悬架系统性能最优。一般来讲完全主动悬架系统需要能耗大,实现困难。半主动悬架系统的使用情况较多,只能达到次优控制。为简化讨论,我们在这里使用1/4汽车模型[1],如图1所示。

其数学模型为:

其中

其中:k1为轮胎刚度,k2为空气弹簧刚度,C2为空气弹簧阻尼,F为作动器输出。

2 参考模型自适应算法

自适应算法可以在运行中不断检测系统参数或运行指标,根据参数或指标的变化,改变控制参数或控制作用,使系统工作于最优工作状态或接近最优工作状态。在自适应控制方案中,模型参考自适应控制将系统的性能指标,变为一个参考性能指标。为产生这个性能指标,引入一个辅助动态模型,它与可调系统同时被相同的外部信号激励,通过输出误差,采用自适应算法,使可调系统逼近于参考模型[2]。本控制算法根据空气悬架的控制特点,对参考模型进行了优化和动态设计。

参考模型自适应系统基本结构如图2所示。

2.1 参考模型的选择与优化

参考模型是针对某一空气悬架系统模型,在特定性能指标下的最优,在本简化模型中取性能指标为:

其中q1为动态位移的加权系数;q2为悬架动行程的加权系数;ρ为加速度加权系数。

由公式(1)及公式(3)可以由线性最优求得其最优状态反馈[3],U(t)=-KX(t)代入(1)式得

其中:FW(t)为路面扰动,式(4)即为最优参考模型。K为反馈系数。

当最优参考模型确定后,可以求得其最优控制序列,因为控制输入为[u1,u2]T,其中u1为路面激励产生,可以认为在短时间内为平稳随机信号,其影响体现为初始态X0,在采用有限时间最优调节算法时,可以仅通过控制u2使其最优;u2为控制力输入F。

2.2 构造自适应算法

对于参考模型自适应算法,其参考模型具有与控制对象同样的结构,对可调系统加入前馈K和反馈F,构造输入u2,通过使广义误差在李亚普洛夫稳定条件下寻找最小来调节K和F。具体算法见参考文献[2]。

3 对某车悬架系统的仿真

选取参数如表1所示。

路面信号信号的构造见参考文献[5]。

输入时的仿真结果及其与被动悬架系统的比较如图3所示。

通过以上仿真说明采用参考模型自适应控制可以有效地改善汽车的操控性和舒适性。

4 实际控制算法的修正

4.1 参数的修正

m2、k2均为变化量。m2随着车内载荷的变化而变化,k2是非线性的(这也是空气弹簧最重要的特点),影响因素有悬架高度、温度、压力[6],悬架高度主要由车速、汽车的操控性要求来定。所以,需要根据这些因素来修正参考模型。

4.2 主动悬架与半主动悬架的修正

以上设计过程全部以主动控制算法为基础,针对半主动控制策略,可以认为可变阻尼力即为控制力F(t)。在阻尼器处于压缩过程与升张过程中,可变阻尼器的阻尼系数不同,分别记为C1和C2,其中C2>C1,并且在悬架的减震中起主要作用。

其中,z2和z1分别为车身和车架的位移,

阻尼的变化:

5 控制器的设计

根据本控制器的运算量要求,决定选取TI公司TMS320C2406型DSP为主控制器,C2406为16位DSP控制器,专门针对工业应用。为增强Harf结构,具有硬件乘法器,部分寄存器为40位,可以方便的进行数字信号运算,而不用担心溢出。整体控制器硬件框图如图4所示。

6 软件开发

软件设计主要围绕两个循环来进行,一个是根据车身重量、车身高度、速度和车身状态等来不断修正参考模型;另一个是根据当前状态与参考模型之间的差来修正被控系统,使其与参考模型的广义误差为最小。第一个循环的周期要长于第二个循环。对于输出的控制量还需要进行滤波处理,保证其可实现。

7 结论

空气悬架系统采用参考模型自适应控制可以加快系统的自适应的速度,更快的跟踪到参考模型及参考模型中含有对性能指标的要求;同时将对系统性能指标的要求与自适应的过程分开,可以简化系统的设计。进一步的工作需要通过考虑汽车整体模型,以及汽车的舒适性与操控性构造性能的综合指标来设计控制器。

摘要：分析了空气悬架的结构,建立了数学模型,提出了一种基于李亚普洛夫稳定性的参考模型自适应控制算法的改进算法。针对空气悬架系统的非线性特征,通过在不同的工作点,设置其基于最优调节控制的参考模型,实现线性化。考虑到空气弹簧的特性,对其刚度K进行了动态修正。同时还讨论了主动控制悬架控制策略与半主动控制策略的相互转换问题。提出了基于TI公司TMS320C2406型DSP的控制器实现方案。

关键词：空气悬架,参考模型自适应,最优调节器,TMS320C2406

参考文献

[1]Dave Crolla,喻凡.车辆动力学及其控制[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2]李言俊,张科.自适应控制理论及其应用[M].西安:西北工业大学出版社,2005.

[3]胡寿松,王执铨,胡维礼.最优控制理论与系统[M].北京:科学出版社,1994.

[4]Sun Jianmin,Liu Gongmin.Study on Automobile Active Sus-pension Based on LMS Adaptive Filter[J].JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK,2004,23(4):139-141.

[5]王辉,朱思洪.半主动空气悬架神经网络的自适应研究[J].农业机械学报,2006,37(1):28-31.