新型智能控制系统研究及其在热工过程控制中的应用

摘要

该文研究了新型智能控制系统及其在热工过程控制中的应用.首先,提出了两种智能控制器设计方法:具有参数自校正功能的模糊PID控制器;具有规则库自调整功能的模糊控制器.其次,针对热工对象存在大惯性、大迟延问题,设计了一种基于性能指标的规则库可优化的模糊控制器;针对热工对象存在大范围变工况问题,设计了一种适合于全工况范围变化的智能串级控制系统.再次,基于模糊控制和滑模控制的特点,对模糊系统的学习算法进行了研究,提出了一种后件参数在线自学习的模糊控制算法.并同时将上述算法分别应用于火电厂热工控制中.最后,在上述自学习模糊控制算法中,引入论域伸缩因子,研究并设计出一种适合多变量控制系统的变论域模糊控制算法,运用Lyapunov方法证明了算法的收敛性,并应用于火电厂单元机组协调控制系统中.通过大量仿真实验,证明了该文所提出的控制算法的有效性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景和意义

1.2智能控制的产生

1.3智能控制的概念和学科基础

1.4智能控制系统的广义模型和研究内容

1.4.1智能控制系统的广义模型

1.4.2智能控制系统的研究内容

1.5智能控制系统的类型

1.6课题研究内容

第二章模糊控制和神经元控制的设计方法

2.1模糊控制原理

2.1.1模糊控制器的设计

2.1.2模糊控制规则的解析描述

2.2 Takagi-Sugeno型模糊系统

2.2.1 T-S模糊模型

2.2.2基于T-S模型的模糊控制器设计

2.2.3模糊控制的不足

2.3单神经元控制

2.3.1单神经元模型

2.3.2神经元的学习规则

2.3.3单神经元的控制算法

2.3.4单神经元控制器设计

2.4本章小结

第三章智能PID控制器的设计

3.1模糊PID的种类

3.2模糊PID控制器和PID控制器的关系

3.3自调整模糊PID控制器的设计

3.3.1模糊串级控制系统的设计

3.3.2仿真研究

3.4智能PID控制器的设计

3.4.1规则自调整模糊控制器

3.4.2带智能PID的串级控制系统

3.4.3仿真研究

3.5本章小结

第四章基于性能指标模糊控制器设计

4.1滑模问题

4.2控制器学习算法

4.3控制器设计方法

4.4热工对象仿真研究

4.4.1阶跃响应曲线

4.4.2抗扰动对比曲线

4.4.3变参数对比曲线

4.4.4大延迟对比曲线

4.5模糊串级控制系统

4.5.1主副对象数学模型

4.5.2自整定积分环节

4.5.3仿真研究

4.6本章小结

第五章自学习模糊控制算法研究

5.1滑模控制器设计

5.2模糊滑模控制器设计

5.2.1控制规则库的设计

5.2.2模糊基函数的形式

5.2.3自学习算法

5.3热工对象仿真研究

5.3.1阶跃响应曲线

5.3.2抗扰动响应曲线

5.3.3变参数响应曲线：

5.4本章小结

第六章单元机组协调控制系统变论域模糊控制算法研究

6.1单元机组协调控制系统分析

6.2对变论域自适应模糊控制器的分析

6.2.1控制器的结构

6.2.2自适应律的推导

6.3多变量模糊控制器设计

6.3.1模糊滑模控制器的设计

6.3.2自学习算法的推导

6.4仿真研究

6.5本章小结

第七章结论和展望

参考文献

致谢