淀粉生产线浓度BP神经网络控制器的设计与实现

在经典控制器的基础上,设计了基于BP神经网络的PID控制器,采用BP神经网络训练方法,针对淀粉浓度控制的模型,用MATLAB软件工具进行了仿真,仿真结果证明了该方案的可行性。     

拖拉机线控液压转向系统的联合仿真

随着农业机械的智能化、自动化程度不断提高,线控转向技术在拖拉机等农用车辆上的应用得到了重视和研究,为了指导拖拉机线控液压转向的研究,缩短开发周期。本文在分析线控液压转向系统的控制算法与结构的基础上,建立其联合仿真模型。基于AMESim软件平台建立液压系统模型,以及整车模型;利用Simulink分别建立模糊免疫PID、模糊PID、常规PID的控制器模型,通过Visual C++6.0实现接口通讯,完成了传动比为1时的转角响应、转角跟随的联合仿真,以及在拖拉机车速15 km/h,方向盘转角180°,传动比为9时的横摆角速度响应、质心侧偏角响应等联合仿真。模糊免疫PID控制可以获得0.272 s的阶跃响应时间、1.182°的跟随误差、3%的横摆角速度响应超调量、0.85°/s的质心侧偏角响应稳态值,均优于常规PID与模糊PID。联合仿真具有较强的参考价值,模糊免疫PID控制应用于线控液压转向系统可以获得理想的控制效果。     

参数自适应模糊PID控制器在液力控制系统中的应用

在参数自适应模糊PID控制器的基础上,利用模糊推理的方法实现了对PID参数的在线自动整定,并且在MATLAB软件下将该控制器在液力控制系统中的应用进行了研究。仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统达到比较满意的控制效果,对液力控制系统进一步推广应用具有较大的参考价值。     

成品油管网的“白箱”在线仿真

采用英国水力集团公司（HAL）SSL公司的VariSim动态模拟分析软件,建立在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型。在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据。VariSim“白箱”在线模型,实时利用管道运行的数据对管道的实时状态进行完整的动态模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球跟踪,批次和混油跟踪,全线任意位置点的压力、温度、流量预测等。在线仿真软件的实时动态模拟,可为管道的实际生产操作提供重要参考。     

电动拖拉机永磁同步电机控制系统建模仿真

永磁同步电机作为电动拖拉机上主要的动力电机有很好的应用前景。针对传统PID(比例-积分-微分)控制策略对电机转速控制的响应速度慢、控制精度低的缺点以及Matlab软件自带电机模块的局限性,提出模糊PI自适应控制策略并在电机数学模型的基础上创建了自定义永磁同步电机(PMSM)模块,通过MatlabSimulink仿真软件,在永磁同步电机矢量控制系统中进行仿真分析。通过对参数的调节得出了理想的输出曲线,验证了永磁同步电机模型的合理性、先进性及其控制算法的有效性,为永磁同步电机控制系统设计和电机的调试提供了理论基础和新的思路。     

国产化液体管道云仿真软件CloudLPS的研发

为了摆脱液体管道仿真长期依赖国外商业仿真软件的现状，基于B/S云架构，以准确快速、界面简洁、交互方便等研发理念，开发了具备完整自主知识产权的国产云仿真软件平台CloudLPS(Cloud-Based Liquid Pipeline Simulator)。在模型与算法方面，除了常规的流动传热模型之外，CloudLPS还引入非牛顿流体模型、跨维度热力模型等先进数理模型，使软件具备易凝高黏原油管道水热力仿真能力，此外还引入自适应网格、动网格、分而治之、异构并行等高效仿真方法，实现大型复杂管网系统快速计算；在功能方面，主要针对原油及成品油管网，向用户提供管网系统稳态及非稳态仿真、逻辑控制、水击分析、批次跟踪、停输再启动、能耗优化等多种业务及复合业务功能支持，并且提供友好的可视化建模和结果数据展示及分析环境。CloudLPS可作为基础软件工具，在管网系统规划设计、运行调度、风险决策等业务场景下发挥支撑性作用，对于保障我国液体管道的安全经济运行具有重要意义。（图16，表1，参35）     

六足机器人协同运动建模与控制方法研究

为了提高六足机器人平稳协调运动,建立了六足机器人协同运动模型,结合PID控制器研究了六足协同控制运动系统转角曲线的稳定性。首先确定六足机器人驱动电机的模型,通过PID控制直流电机转速。通过PID控制参数的整定调节,使得整个电机的控制系统快速稳定。然后在MATLAB软件SimMechnices模块进行单足和六足运动模型的建模,仿真分析了六足运动过程中在各个轴方向上的转角曲线,有效提高了六足运动系统的稳定性。     

大型天然气管道仿真软件RealPipe-Gas研发

讨论了天然气管道仿真软件RealPipe-Gas的关键技术和实现方法。其仿真引擎能够对任意拓扑结构的天然气管网进行有效表征,对所形成的非线性方程组线性化后分别在时间与空间上进行离散,形成大型稀疏系数矩阵。采用高效求解器进行模型求解,并针对热力系统和水力系统采取"蛙跳"的求解策略,有效解决了仿真引擎的计算效率与计算稳定性问题。对业已发布的RealPipe-Gas1.0与国际先进软件SPS的仿真计算结果进行对比分析,结果表明:其计算精度、计算效率与软件稳定性均达到国际同类商业软件的先进水平,为油气管道系列仿真软件产品的国产化奠定了基础。     

中亚天然气管道的运行优化与能耗控制

为保证中亚天然气管道经济、高效运行,通过模拟仿真、压缩机组控制等手段对管道能耗进行整体控制。利用TGNET软件建立中亚天然气管道ABC线运行仿真模型,并定期利用实际生产数据对模型进行校正,保证仿真模拟结果与实际运行工况的误差在合理范围内。利用仿真手段对ABC线联合运行输量分配进行优化分析,统一协调全线运行;制定管存控制原则,并对管存量进行有效监管控制;根据仿真计算的压力结果进行压缩机组站场压力控制,提高机组的调控效率与运行效率。实践证明,中亚天然气管道运行优化与能耗控制方法节能降耗效果显著。(图4,表3,参20)     

基于BP神经网络PID控制器在水产温室温度控制中的应用

针对水体大比热容性造成的水产温室水温变化非线性、大滞后性、时变性等问题,考虑到传统PID控制器自适应能力差、鲁棒性不强等缺陷,提出采用基于BP神经网络的PID控制策略。在该控制策略中,PID的控制参数可以通过神经网络进行实时调节,以实现最佳的控制效果。利用MATLAB软件对传统的PID控制策略和神经网络PID控制策略的控制效果进行仿真模拟。研究结果表明,基于BP神经网络PID控制的系统动态响应更快、鲁棒性更强、稳态精度更高、超调量更小,具有更好的控制效果。     

兰成渝成品油管道仿真系统的开发

以兰成渝成品油管道为例，介绍了成品油管道计算机仿真模型的建立和软件的开发过程。仿真模型包括设备、中间分输站、首次等模型，仿真软件由11种模块构成，给出了仿真程序软件的框图。这种仿真系统有助于操作者迅速掌握管道动态运行时全线水力过程的变化和对全线的监控。     

基于滑转率的拖拉机驱动防滑模糊PID控制算法仿真分析

对基于滑转率的拖拉机驱动防滑模糊PID控制算法进行了仿真分析。首先建立系统的数学模型,并用Matlab/simulink建立计算机仿真模型,然后设计系统的模糊PID控制器,并进行了仿真分析,观察控制效果,同时用PID控制算法、模糊控制算法进行仿真研究,分别进行响应性、抗干扰性、适应性的对比分析,对比发现,模糊PID控制算法较为合适。     

基于Lab VIEW的麦芽干燥温度控制系统设计

以NI公司的USB-6009数据采集卡为硬件,以Lab VIEW8．5及其PID工具包为软件开发平台,设计一个可实时控制的温度调节系统。该系统通过数据采集卡对现场的温度进行实时采集,并由软件开发平台进行信号的分析处理和显示,然后使用PID神经网络控制算法对现场温度进行实时控制。最后用Matlab仿真软件对干燥系统进行仿真。     

在线仿真和离线仿真的建模机理

采用GL公司的SPS动态模拟分析软件建立延安-西安成品油管道系统在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型.在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据.SPS在线仿真基于"黑箱"理论,主要利用管道两端的压力、流量、温度等数据对管道的水力状态进行模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球...     

基于CMAC神经网络的变频调速控制系统设计与仿真

针对交流变频调速压力控制系统,给出了一种新的基于CMAC神经网络的PID控制方案。该方 案加入CMAC模型作为前馈控制,通过对PID控制器输出一段时间的学习,系统获得了比单纯使用常规 PID控制好得多的控制效果。对系统的仿真研究表明,该控制方案能克服传统交流调速中常规PID控制 的一些弊端,实现了对系统的快速动态跟踪,明显提高了系统的性能,因此具有较高的实用价值。     

仿竹型筒式立体停车结构的环箍层布置研究

作为航空飞行器的动力装置,冲压发动机以其高推比性能日益应用广泛,其控制系统的好坏直接影响着其工作性能。推力控制系统是冲压发动机控制系统的重要组成部分,良好的推力控制器使其在复杂环境和比较宽的马赫数下获得很好的鲁棒性。本文利用MATALB仿真软件的Simulink工具箱建立推力控制系统的仿真模型,采用模糊PID控制方法对冲压发动机推力回路进行控制,通过调节参数,设计出高性能的控制器。其后对设计出的模糊PID控制器进行动稳态性能、鲁棒性、抗干扰性以及跟踪性的测试,并将其控制结果与设计的传统PI控制以及鲁棒控制的结果进行对比分析。仿真结果表明,设计的模糊PID控制器在动稳态性能、鲁棒性、抗干扰性以及跟踪性能方面,都可以达到很好的性能。     

气体管网系统的仿真

分析了天然气在管道中的流动状态，建立了描述其流动的守恒型数学模型。根据该模型，讨论了动态仿真的隐式法和静态仿真法。由于气体在管道中的不稳定流动通常属于慢瞬变流，采用隐式差分法进行动态仿真时可增大仿真时步，在同时考虑稀疏矩阵编程的基础上，研制了气体管道静，动脉仿真软件ＥＧＰＮＳ。     

动态矩阵控制在电阻炉温度控制系统中的应用

通过对电阻炉动态对象特性的研究以及预测控制方法的改进，比较了动态矩阵控制和PID控制在电阻炉温度控制系统中的应用效果．仿真结果表明：DMC不但克服了建模的不精确性和参数的时变性，而且根据给定的期望曲线，实现了比PID控制更令人满意的性能指标．     

长输管道在线仿真系统的应用与展望

基于长输管道在线仿真软件的发展历史和工业应用情况,指出目前其在国内工程应用中存在的问题:仿真软件未能与管道运营需求充分结合,用户对软件的功能和维护缺乏深层次了解,对软件的实用性缺乏有效的分析评价。长输管道在线仿真系统的核心是利用有限的状态测量值估计管道的真实状态,提高系统的控制品质;本质目的在于采用各种先进可靠的技术控制管道的运行过程,真正实现管道输送过程控制自动化。结合长输管道管理的总体目标和运营特点,提出长输管道在线仿真系统的主要研究内容是:数据滤波器研究、状态估计研究和优化控制器研究。     

应用变论域模糊PID的直流电机调速系统

基于PID控制与模糊控制各自的优点,将模糊控制与常规PID控制相结合,并运用变论域的方法,设计了变论域自适应模糊PID控制器.然后,以直流电机为模型,实现对其转速的控制,使用Matlab进行可行性研究,并将其仿真结果与PID控制和模糊控制的仿真结果进行比较.结果表明,基于直流电机的变论域自适应模糊PID控制器的控制效果明显优于常规PID控制和模糊控制.