检索结果-南通市图书馆

作者：李滨中国石油大学

学位级别：硕士

随着非线性控制理论特别是反馈线性化理论的发展,非线性状态观测器的设计以及基于状态观测的非线性控制理论的研究显的愈发重要。本文就是针对在利用逆系统方法进行反馈线性化的过程中,逆系统需要全状态反馈,然而由于状态不能直接测量,... 详细信息

随着非线性控制理论特别是反馈线性化理论的发展,非线性状态观测器的设计以及基于状态观测的非线性控制理论的研究显的愈发重要。本文就是针对在利用逆系统方法进行反馈线性化的过程中,逆系统需要全状态反馈,然而由于状态不能直接测量,或者由于测量的设备在经济和使用上的限制,使得不可能实际获得系统的全部状态变量,从而使状态反馈的物理实现成为不可能的问题。状态反馈在性能上的不可替代性和在物理上的不能实现性形成了一个矛盾。针对上述矛盾,基于可以应用逆系统方法进行反馈线性化的系统的特点,本文将Lipschitz非线性系统的观测器设计应用于逆系统方法,通过状态重构,来代替真实状态实现了逆系统的全状态反馈。本文主要的内容分为以下四个部分: 1.本部分在分析和学习前人对于Lipschitz非线性系统观测器设计的基础上,提出了逆系统方法所要使用的观测器的设计方法,该方法定理不仅能够判断观测器的存在性,而且能够直接利用MATLAB的LMI求出增益矩阵的解析解,大大简化了计算量。 2.本部分基于能够应用逆系统方法进行反馈线性化的系统的特点,提出了Lipschitz非线性系统观测器在逆系统方法中应用的可行性,并通过单变量和多变量两方面,提出了该类观测器在逆系统方法中的应用。 3.本部分针对在多变量非线性系统通过逆系统方法进行反馈线性化过程中,Lipschitz非线性系统状态观测器的应用,利用实际化工模型(催化裂化再生器模型)进行了仿真实验。 4.作为拓展,本部分对一类含有不确定性参数的Lipschitz非线性系统的观测器设计进行了初步的研究,并提出了系统观测器存在的充分条件。同时给出了观测器增益矩阵的解析解。

关键词：非线性系统状态观测器线性矩阵不等式 Lipschitz非线性系统逆系统方法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于U模型的非线性系统预测控制的研究

基于U模型的非线性系统预测控制的研究

作者：朱峰中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在实际生产中,非线性是普遍存在的,要想得到理想的控制效果,必须解决实际中存在的非线性特性。传统的线性化方法已不能满足实际需求,因此一个合适或者通用的非线性模型,对于研究非线性动态系统的模型化控制方法至关重要。基于此,2002年... 详细信息

在实际生产中,非线性是普遍存在的,要想得到理想的控制效果,必须解决实际中存在的非线性特性。传统的线性化方法已不能满足实际需求,因此一个合适或者通用的非线性模型,对于研究非线性动态系统的模型化控制方法至关重要。基于此,2002年朱全民教授提出了一个通用的模型-U模型。本论文在U模型的基础上,通过实施不同的控制策略,对复杂的非线性控制系统进行行之有效的控制,力求取得非线性控制的局部成果和进展,为实际生产过程提供稳定的控制方法。广义预测控制算法（GPC）是一种适用范围较广的预测控制算法,尤其对非线性系统的控制,其控制效果好,鲁棒性强,它的提出对控制系统的研究起到了极大的推进作用。考虑到广义预测控制算法良好的控制效果和广泛的应用性这两大优点,将广义预测控制与U模型进行结合,通过迭代Diophantine方程,求解系统最优控制量,设计了一种基于U模型的非线性系统的广义预测控制器。该控制器是准确的模型匹配控制器,通过对实际非线性过程的仿真显示该控制器是可行的,可以应用于实际的生产过程,解决部分非线性难题。在单独广义预测控制器的控制过程中,发现控制器的调节时间较长、超调较大,这在一定程度上束缚了控制器的推广。为了进一步优化控制器的性能,论文在单独广义预测控制器的基础上,加入比例积分结构,把比例积分的反馈结构与广义预测控制的预测功能结合起来,设计了一种基于U模型的PI型广义预测控制器。最后,通过脱机和实时仿真验证了该控制器的可行性和优越性,这为实际生产中的非线性系统提供了一种更加可靠的控制器。对于实际生产中的多输入多输出非线性系统,简单的单输入单输出系统控制器已经不能满足实际的需要,有必要对MIMO非线性系统的控制进行进一步研究。本论文在优化原有U模型的基础上,引用了一个能描述MIMO非线性系统的全新U模型,并在此基础上进行广义预测控制器的设计。这不仅是对U模型的全新认识,对于MIMO非线性动态系统来说也是一大突破,为MIMO非线性系统的控制提供了一种新的思路。

关键词： U模型非线性系统 PI控制广义预测控制 MIMO系统

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

区间预测控制算法研究及稳定性分析

区间预测控制算法研究及稳定性分析

作者：商富荣中国石油大学

学位级别：硕士

工业生产中比较常见的控制目的是维持被控变量等于设定值,即设定值控制。而在很多情况下,如考虑产品质量、能耗、物耗等前提时,系统输出不再是严格的设定值跟踪,而是控制在某一区间即可。这就意味着这些变量仅当未来的预测值超出区间时... 详细信息

工业生产中比较常见的控制目的是维持被控变量等于设定值,即设定值控制。而在很多情况下,如考虑产品质量、能耗、物耗等前提时,系统输出不再是严格的设定值跟踪,而是控制在某一区间即可。这就意味着这些变量仅当未来的预测值超出区间时才被看作被控变量。采用区间控制,可以给予控制器抑制扰动有较大的自由度。当输出超出区间时,需要较强的控制作用使输出快速返回设定区间。对于具有多变量强耦合特点的工业过程对象,控制系统的稳定性是非常重要的。这样就存在着协调控制的快速性和稳定性之间的矛盾。因此,研究区间预测控制算法及稳定性具有重要的理论意义和实际应用价值。本文首先综述了区间控制和预测控制的研究现状,其次介绍了基于软约束的区间预测控制算法,再次提出了基于加权的区间预测控制算法,权系数是预测输出误差的非线性函数,加权矩阵体现在控制性能指标函数中。当预测输出在该区间内时,相应的加权系数为0,因此控制器忽略了此时的输出变化;当预测输出超出区间时,误差权系数就等于预测输出与区间边界之差与一个较小的值ε的比值的平方;该算法能够使违反区间的输出变量快速回到给定区间内,仿真研究证明了该算法的有效性。针对水槽系统中的液位采用了区间控制,进一步验证了算法的功能。最后,本文给出了区间预测控制系统稳定的充分必要条件,并进行了证明,仿真结果验证了其正确性。

关键词：区间控制加权预测控制稳定性

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于改进仿射传播聚类的多模型软测量研究

基于改进仿射传播聚类的多模型软测量研究

作者：付晓幸中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

软测量技术是过程控制和过程检测领域解决难测变量实时估计等问题的重要手段。随着实际工业过程对象的日益复杂,对于带有非线性、多变量、时变性等复杂特性的系统,采用多模型软测量建模方法相比于单模型更好地描述对象的过程特性,显著... 详细信息

软测量技术是过程控制和过程检测领域解决难测变量实时估计等问题的重要手段。随着实际工业过程对象的日益复杂,对于带有非线性、多变量、时变性等复杂特性的系统,采用多模型软测量建模方法相比于单模型更好地描述对象的过程特性,显著提高软测量模型的建模精度和泛化能力。本文采用基于仿射传播聚类算法的软测量建模方法,首先对离群点进行预处理,然后根据改进的仿射传播聚类算法对数据集聚类,对每个数据子集建立不同的子模型,通过隶属度加权将子模型融合得到最终输出,进而提高整体软测量模型的泛化能力。本文的主要内容有:第一,针对基于数据驱动建模方法的效果好坏取决于该方法的假设是否符合对象的实际特性的问题,通过几组仿真数据,研究各种常用软测量建模技术在不同样本特性下的建模效果并分析原因,得到可用于指导数据驱动软测量建模技术应用的一系列规律性结论。第二,小波核函数能够改进参数估计,逼近较为复杂的非线性函数;正交最小二乘算法能够提取到输入变量与输出变量间的非线性关系。通过构建基于小波核函数的正交最小二乘法,将二者有机地结合起来,通过粒子群算法对核参数寻优,仿真实例表明,该方法能有效地提高模型的泛化能力。第三,针对工业操作过程中存在的奇异点,本文引入了基于单分类支持向量机的奇异点检测方法,为了判断离群点是否是真正意义上的奇异点,引入了奇异点分类的概念,基于贝叶斯分类原理将奇异点分为脉冲型奇异点,短阶跃型奇异点和长阶跃型奇异点。第四,针对仿射传播聚类算法聚类耗费时间较长,聚类精度不高的情况,改进了基于自适应仿射传播聚类的多模型软测量建模方法。为了获得最优的聚类个数及聚类结果,缩短聚类运算的时间,采用计算偏向参数范围的自适应仿射传播聚类算法对样本进行聚类。仿真结果表明本文提出的算法能较好地提高模型的预测精度和泛化能力。最后,总结全文的研究工作,给出了多模型软测量技术相关有待深入研究的问题。

关键词：软测量多模型小波核函数正交最小二乘法奇异点检测仿射聚类算法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

科氏流量计测量气液两相分层流的模型研究

科氏流量计测量气液两相分层流的模型研究

作者：李姗姗中国石油大学（华东）

学位级别：硕士

而今工业中遇到越来越多的气液两相流流量计量的问题，研究气液两相流参数对于过程控制、装置安全运行具有重要意义。科氏流量计在石化、储运等领域应用广泛，人们开始考虑将其应用到气液两相流计量当中。但是实际测量结果不理想，存在... 详细信息

而今工业中遇到越来越多的气液两相流流量计量的问题，研究气液两相流参数对于过程控制、装置安全运行具有重要意义。科氏流量计在石化、储运等领域应用广泛，人们开始考虑将其应用到气液两相流计量当中。但是实际测量结果不理想，存在较大误差。目前还没有一种模型能够完全模拟这种测量状态，严重制约了科氏流量计在气液两相流中的应用，影响石油、化工等过程的在线控制和安全运行。为了将科氏流量计成功运用到气液两相流当中，本文对其测量气液两相流的过程进行初步探索研究，从机理上进行建模，基于分相的双流体模型，对测量管、空气、水分别受力分析，推导出科氏流量计测量气液两相平滑分层流的振动方程以及测量管频率的计算公式，并与实验所得结果进行比较，探究模型的准确性。结果显示，在高含气率（99%左右）情况下，振动频率理论所得结果和实验所得结果相对误差在10%以内。在理论和实验研究的基础上，分析振动频率误差产生的原因，为科氏流量计的理论研究和选型设计提供资料。同时推算测量平滑分层流时科氏流量计两端测出的时间差的计算式，初步探索其测量气液两相流的机理，为深入研究打下基础。本文主要结论包括： 1.气液两相作平滑分层流时，在气液各相体积流量、运动粘度已知的情况下，可以得到截面含气率。模型所得截面含液率变化规律与实际一致。 2.测量管振动频率与测量管结构、截面含气率等参数有关。 3.气液两相流装置得到的频率与模型计算得到的频率相对误差在10%以内，说明频率模型对于气液两相流有一定的适用性。 4.气液两相作平滑分层流时，随着气液两相流质量流量的增大，时间差增大。

关键词：科氏流量计截面含液率气液两相流模型

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

智能控制在间歇反应釜上的应用研究

智能控制在间歇反应釜上的应用研究

作者：耿志明中国石油大学

学位级别：硕士

在精细化工的生产过程中比较常用的设备就是间歇反应釜,但是现在一般的常规控制鉴于反应釜在实际操作中非线性、大滞后等各种特点对于达到理想的控制要求是很难实现的。现在虽然智能控制建立了一整套比较成熟的理论体系和设计理念,并且... 详细信息

在精细化工的生产过程中比较常用的设备就是间歇反应釜,但是现在一般的常规控制鉴于反应釜在实际操作中非线性、大滞后等各种特点对于达到理想的控制要求是很难实现的。现在虽然智能控制建立了一整套比较成熟的理论体系和设计理念,并且在实际的应用中获得了很多的成功,但是智能控制还是有部分问题。本文提出的变论域模糊智能控制算法,是立足于优化模糊控制器,并且利用伸缩因子和变论域思想的原理从而形成变论域模糊控制算法,再引入智能控制理论而形成的。在以上算法中,又结合了模糊切换方式,防止控制量切换引起系统扰动和消除系统余差。本文详细地分析了滨化集团助剂车间间歇反应釜的工艺过程,明确了控制要求和控制难点,遵循合理性、可行性原则,提出了整套控制方案,并将变论域模糊智能控制算法应用于升温阶段的温度控制。设计了以浙江中控控制系统、各种智能仪表装置等硬件构成的间歇反应过程控制系统,本系统可实现仿真、控制、算法验证、数据库管理等功能。系统运行结果表明,控制效果较好,很好得满足了工艺要求。

关键词：智能控制变论域模糊智能控制模糊切换

基于HYSYS的酒精精馏系统建模与控制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于HYSYS的酒精精馏系统建模与控制研究

作者：白冰中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

寻找生物能源以代替传统的石油原料是目前新能源研究重点,利用酒精精馏技术生产新能源是近些年学者们一直关注的问题。但是要生产出燃料酒精就必须经历一个最重要的步骤即是高纯度精馏。因而研究酒精精馏系统建模与控制对研究燃料酒精... 详细信息

寻找生物能源以代替传统的石油原料是目前新能源研究重点,利用酒精精馏技术生产新能源是近些年学者们一直关注的问题。但是要生产出燃料酒精就必须经历一个最重要的步骤即是高纯度精馏。因而研究酒精精馏系统建模与控制对研究燃料酒精具有非常重要的作用。本论文采用Hyprotech公司研究的HYSYS系统进行酒精精馏系统稳态建模和动态建模,并通过稳态模型对系统操作条件进行优化,应用所建的动态模型仿真研究系统的控制方案,对该系统进行测试,仿真结果显示应用提馏段温度控制方案在保证产品质量前提下,温度控制稳定,并提高生产效率节能。

关键词： HYSYS 酒精精馏建模 PID控制系统仿真

基于Android平台的油井参数远程监控系统的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于Android平台的油井参数远程监控系统的研究

作者：韩瑞霞中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

针对油田生产过程远程监控的需求和监控状况的分析,提出以Android系统为平台来实现油井参数的远程监控的方案研究。该系统能够实时地采集到抽油机的载荷和位移,并能实时监控电机的转速、电压、电流、频率。系统的监控界面能够实时看到... 详细信息

针对油田生产过程远程监控的需求和监控状况的分析,提出以Android系统为平台来实现油井参数的远程监控的方案研究。该系统能够实时地采集到抽油机的载荷和位移,并能实时监控电机的转速、电压、电流、频率。系统的监控界面能够实时看到各个参数的情况,并且也能看到示功图的变化,从而更直观地监控抽油机的运作情况。本文分为数据采集、数据无线传输、服务器设计、Android监控终端四大部分。数据采集端通过施耐德PLC M340和变频器ATV71来获取传感器的信号和电机的电参数。在数据无线传输端,以STM32单片机作为传输的中心,与数据采集端的PLC进行Modbus通信,实现油井参数的处理和传输。制定数据传输协议,通过STM32串口连接GPRS模块SIM800A进行数据无线传输。SIM800A通过AT指令注册并附着GPRS网络并设置模块工作类型,定义PDP移动场景,激活PDP,获得IP。设置模块连接方式为GPRS连接,以CMNET为接入点。配置TCP/IP应用下单链路模式的透传模式,建立与服务器的TCP连接,通过数据模式传输数据。云端服务具有资源虚拟化、按使用量计费、共享化和泛在化等特点,并且云计算技术的扩展性高、兼容性强,因此,申请了具有处理能力可弹性伸缩的计算服务的阿里云服务器,并在云端服务上开发通信应用程序,基于C/S结构完成Socket通信。Android系统具有自由开放性,普遍应用于生活中的便携设备。本文在Android手机上进行监控软件的开发。Android客户端通过继承Thread类,重写run方法,开启一个子线程,进行网络连接并接收数据。接收到GPRS模块发送的数据包,解析数据帧,并处理数据。通过Handler消息机制实现子线程和主线程的通信。UI界面使用Graphics API的成员绘制图表。通过线程间的通信刷新数据,实现趋势图和示功图的实时显示。

关键词：抽油机远程监控 Android系统 STM32单片机 GPRS

神经网络预测控制研究和基于虚拟仪器的控制应用

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

神经网络预测控制研究和基于虚拟仪器的控制应用

作者：郭红梅中国石油大学

学位级别：硕士

工业生产过程广泛地存在着非线性现象，而线性预测控制难以满足非线性系统的控制要求。神经网络预测控制可以解决过程模型未知的复杂非线性系统的控制问题。所以本文研究了基于神经网络模型的预测控制的基本理论，并以酸碱中和反应的pH... 详细信息

工业生产过程广泛地存在着非线性现象，而线性预测控制难以满足非线性系统的控制要求。神经网络预测控制可以解决过程模型未知的复杂非线性系统的控制问题。所以本文研究了基于神经网络模型的预测控制的基本理论，并以酸碱中和反应的pH值控制为例实现神经网络预测控制仿真。在仿真过程中，借助Matlab和Simulink并结合S函数模块实现复杂的先进控制程序。首先研究了基于BP网、径向基函数网和小波网络的网络辨识模型，并通过仿真比较了这三种网络模型的精度和训练速度。接着采用梯度下降法求解非线性预测控制的优化问题，设计了基于小波网络模型和RBF网络模型的多步预测控制器。仿真结果表明，该控制算法实时性好，通过参数调节可使其达到较好的控制效果。虚拟仪器代表着仪器发展的最新方向和潮流，利用虚拟仪器实现工业过程的先进控制更具有一定的实际意义。所以本文还研究了如何基于虚拟仪器实现工业过程的实时先进控制。首先介绍了虚拟仪器技术、LabVIEW软件和数据采集的基本理论，然后利用LabVIEW与Matlab混合编程方法，对酸碱中和反应的pH值进行基于神经网络模型的预测控制仿真。最后采用数据采集卡、信号调理板、LabVIEW软件和温控炉对象，设计了温控炉的控制虚拟仪器。通过LabVIEW编程和界面设计，对模型未知的温控炉进行了基于神经网络模型的预测控制。实验结果表明，可以通过调节控制器参数使控制器达到较满意的控制效果。

关键词：神经网络预测控制虚拟仪器数据采集(DAQ) LabVIEW

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于嵌入式系统的液位装置模拟

基于嵌入式系统的液位装置模拟

作者：郑骁栋中国石油大学

学位级别：硕士

本文以日益发展嵌入式系统开发为背景,借助嵌入式系统的强大功能来实现对液位装置的模拟。该模拟系统采用了32位处理器ARM9 2410S三星处理器,外接有A/D、D/A、LCD等模块,实现了物理对象的动态特性。本文综述了嵌入式的发展现状,并在其... 详细信息

本文以日益发展嵌入式系统开发为背景,借助嵌入式系统的强大功能来实现对液位装置的模拟。该模拟系统采用了32位处理器ARM9 2410S三星处理器,外接有A/D、D/A、LCD等模块,实现了物理对象的动态特性。本文综述了嵌入式的发展现状,并在其功能背景下,首先提出嵌入式在自动控制模拟动态系统中的应用。充分利用其技术优点,开发软件系统。技术包括在QT下的数据采集及显示的应用等,通过该课题掌握了嵌入式系统的开发流程。对物理模型则是应用的三阶龙格库塔这一经典算法,对液位装置的动态特性及数学模型进行了离散化处理,并进行了程序实现。通过对目标软件的设计,完成了一些相应的内核编译、主要面向对象软件在2410S开发平台上的移植,实现了A/D、D/A模块在系统开发中的应用,并对相应模块的驱动有了很好的掌握。由于QT软件的特性,只要编译环境适合相应的开发平台,该程序只需编译就可在不同的开发平台上运行及应用。程序有模型入口,对不同的物理系统,更换相应的数学模型,即可显示该模型的物理特性,对自动控制系统有很好的认识效果。

关键词：嵌入式系统 A/D /A S3C2410 QTE