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Fertile island effect in the sedimentary process of Tetraena mongolica Maxim nebkhas in steppe–desert ecotones on the Inner Mongolia Plateau,China

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Journal of Mountain Science 2022年第10期19卷 2791-2805页

作者： ZHAI Bo DANG Xiao-hong liu xiang-jie WANG Ji College of Desert Science and Engineering Inner Mongolia Agricultural UniversityHohhot 010018China Desert Forestry Experimental Center Chinese Academy of ForestryDeng kou 015200China National Positioning Observation Research Station of Hangjin Desert Ecosystem Ordos 017400China

Phytogenic mounds(nebkhas)formed by shrubs are a common phenomenon in arid and semiarid *** formation of nebkhas is accompanied by the appearance of the fertile island *** evaluation of the shrub sand compost island effect is a key link in preventing soil erosion and nutrient *** study took the typical shrub Tetraena mongolica in desert areas as the research object and quantified the sand-trapping capacity of the *** revealed the influence of sediment texture and volumetric soil water content on fertile islands during the development of *** *** results showed that(1)the single shrub intercepted large amounts of sediments due to the high density of branches of ***,forming nebkhas that were positively correlated with the shrub size.(2)The overall soil nutrient content below the shrub was greater than the soil nutrient content outside the shrub,forming a typical fertile island *** soil organic carbon(SOC),alkaline hydrolytic nitrogen(AHN),available phosphorus(AP),and available K(AK)content all increased gradually with increasing nebkha *** with the deep soil of nebkhas,the nutrient content of the surface soil was generally higher.(3)There was a positive correlation between the volumetric water content and nutrient content in nebkhas.(4)The semi-ellipsoid shape of *** enabled it to intercept large amounts of coarse-grained *** sand(100–250μm)was the main particle size in the sediment aggregates inside the *** fine sand content generally increased with increasing shrub *** analysis(RDA)revealed that the fine sand content of the nebkha sediments had a strong positive correlation with the soil nutrient *** paper provides an example for evaluating the fertile island effect during the deposition process of nebkhas in the desert transition zone.

关键词： Nebkhas Sediments Particle-size distribution Fertile island Tetraena mongolica Ordos Plateau

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Constrained Power Plant Coordinated Predictive Control Using Neurofuzzy Model

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自动化学报 2006年第5期32卷 785-790页

作者： liu xiang-jie liu Ji-Zhen Department of Automation North China Electric Power University Beijing 102206

In unit steam-boiler generation, a coordinated control strategy is required to ensure a higher rate of load change without violating thermal constraints. The process is characterized by nonlinearity and uncertainty. While neural networks can model highly complex nonlinear dynamical systems, they produce black box models. This has led to significant interest in neuro-fuzzy networks (NFNs) to represent a nonlinear dynamical process by a set of locally valid and simpler submodels. Two alternative methods of exploiting the NFNs within a generalised predictive control (GPC) framework for nonlinear model predictive control are described. Coordinated control of steam-boiler generation using the two nonlinear GPC methods show excellent tracking and disturbance rejection results and improved performance compared with conventional linear GPC.

关键词： Coordinated control neuro-fuzzy networks GPC

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互联电力系统鲁棒分布式模型预测负荷频率控制

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控制理论与应用 2016年第5期33卷 621-630页

作者：张怡刘向杰华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 华北理工大学轻工学院河北唐山063000

负荷频率控制是现代互联电力系统运行的重要保障.本文针对含有不确定因素和负荷扰动的多区域互联电力系统提出了一种基于线性矩阵不等式参数可调节的鲁棒分布式预测控制算法.设计各个区域控制器目标函数引入相邻区域的状态变量和输入变... 详细信息

负荷频率控制是现代互联电力系统运行的重要保障.本文针对含有不确定因素和负荷扰动的多区域互联电力系统提出了一种基于线性矩阵不等式参数可调节的鲁棒分布式预测控制算法.设计各个区域控制器目标函数引入相邻区域的状态变量和输入变量,同时考虑发电机变化速率约束和阀门位置约束,将求解一组凸优化问题转化成线性矩阵不等式求解,得到各个区域的控制律,在线性矩阵不等式中引入一组可调参数,将优化一个上限值转化成优化吸引区,降低算法的保守性.仿真结果验证了该算法在负荷扰动、系统参数不确定和结构不确定性情况下具有鲁棒性.

关键词：负荷频率控制鲁棒控制分布式模型预测控制线性矩阵不等式

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核电站蒸汽发生器水位模糊预测控制

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控制理论与应用 2015年第12期32卷 1705-1712页

作者：姜頔刘向杰华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

在核电站运行过程中,U形管蒸汽发生器的水位作为重要参数需维持在安全的范围内.U形管蒸汽发生器结构复杂、系统逆动态、大范围变工况下具有强非线性,尤其在低负荷下,采用常规控制难以取得良好效果.本文建立了蒸汽发生器水位模糊模型,提... 详细信息

在核电站运行过程中,U形管蒸汽发生器的水位作为重要参数需维持在安全的范围内.U形管蒸汽发生器结构复杂、系统逆动态、大范围变工况下具有强非线性,尤其在低负荷下,采用常规控制难以取得良好效果.本文建立了蒸汽发生器水位模糊模型,提出了能够满足系统输入输出约束的基于模糊模型的准–最小–最大预测控制方法.为了减轻在线运算负担,通过线性矩阵不等式离线计算椭圆不变集合及其对应的反馈控制律,然后依据系统的状态,二等分搜索对应的椭圆不变集参数,将在线计算简化为一个简单的优化问题.针对水位设定值跟踪和负荷变化的仿真结果表明了本文所提出控制策略的有效性.

关键词：模型预测控制离线计算 U形管蒸汽发生器线性矩阵不等式

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多输入多输出非线性不确定系统连续高阶滑模控制

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控制理论与应用 2016年第9期33卷 1236-1244页

作者：刘向杰韩耀振华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 山东交通学院信息科学与电气工程学院山东济南250357

针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采... 详细信息

针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采用多变量非解耦形式超螺旋算法克服系统不确定性,实现鲁棒性,最终使得系统控制作用连续、滑模抖振得以大大抑制.基于二次型Lyapunov函数证明系统的有限时间稳定性.针对三阶不确定系统有限时间稳定和气垫船圆形航迹跟踪问题分别进行了仿真,验证了所提算法的有效性、鲁棒性.

关键词：连续高阶滑模多输入多输出不确定系统多变量超螺旋气垫船

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永磁同步电机高效非线性模型预测控制

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自动化学报 2014年第9期40卷 1958-1966页

作者：孔小兵刘向杰华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性.永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制.针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方... 详细信息

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性.永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制.针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法.非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统.为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束.仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.

关键词：永磁同步电机模型预测控制输入-输出反馈线性化非线性转速控制

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挠性卫星的变结构姿态控制

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控制理论与应用 2007年第3期24卷 480-484页

作者：管萍刘小河刘向杰北京机械工业学院计算机及自动化系北京100085 华北电力大学自动化系北京102206

将输入输出线性化控制与自适应模糊滑模控制相结合,并将其应用于挠性卫星姿态机动控制中.给出了卫星姿态控制器的基本形式.用自适应模糊控制逼近滑模控制中非线性控制分量,并推导了模糊规则参数调整的自适应律.在线调节自适应模糊控制... 详细信息

将输入输出线性化控制与自适应模糊滑模控制相结合,并将其应用于挠性卫星姿态机动控制中.给出了卫星姿态控制器的基本形式.用自适应模糊控制逼近滑模控制中非线性控制分量,并推导了模糊规则参数调整的自适应律.在线调节自适应模糊控制器的参数以克服挠性卫星的不确定性,具有较强的鲁棒性.仿真结果表明该方法实现了较高精度的卫星姿态控制.

关键词：自适应模糊控制输入输出线性化滑模控制挠性卫星

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非线性快速批次过程高效迭代学习预测函数控制

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自动化学报 2022年第2期48卷 515-530页

作者：马乐乐刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

迭代学习模型预测控制(Iterative learning model predictive control,ILMPC)具备较强的批次学习能力及突出的时域跟踪性能,在批次过程控制中发挥了重要作用.然而对于具有强非线性的快动态批次过程,传统的迭代学习模型预测控制很难实现... 详细信息

迭代学习模型预测控制(Iterative learning model predictive control,ILMPC)具备较强的批次学习能力及突出的时域跟踪性能,在批次过程控制中发挥了重要作用.然而对于具有强非线性的快动态批次过程,传统的迭代学习模型预测控制很难实现计算效率与跟踪精度之间的平衡,这给其应用带来了挑战.对此本文提出一种高效迭代学习预测函数控制策略,将原非线性系统沿参考轨迹线性化得到二维跟踪误差预测模型,并在控制器设计中补偿所产生的线性化误差,构造优化目标函数为真实跟踪误差的上界.为加强优化计算效率,在时域上结合预测函数控制以降低待优化变量维数,从而有效降低计算负担.结合终端约束集理论,分析了迭代学习预测函数控制的时域稳定性及迭代收敛性.通过对无人车和典型快速间歇反应器的仿真实验验证所提出算法的有效性.

关键词：轨迹线性化预测函数控制迭代学习控制快速非线性批次过程计算复杂度

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变参考轨迹下的鲁棒迭代学习模型预测控制

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自动化学报 2019年第10期45卷 1933-1945页

作者：马乐乐刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院

迭代学习模型预测控制是针对间歇过程的先进控制方法.它能通过迭代高精度跟踪给定参考轨迹,并保证时域上的闭环稳定性.然而,现有的迭代学习模型预测控制算法大多基于线性/线性化系统,且没有考虑参考轨迹变化的情况.本文基于线性参变系... 详细信息

迭代学习模型预测控制是针对间歇过程的先进控制方法.它能通过迭代高精度跟踪给定参考轨迹,并保证时域上的闭环稳定性.然而,现有的迭代学习模型预测控制算法大多基于线性/线性化系统,且没有考虑参考轨迹变化的情况.本文基于线性参变系统提出一种能有效跟踪变参考轨迹的鲁棒迭代学习模型预测控制算法.首先,采用线性参变模型准确涵盖原始非线性系统的动态特性.然后,将鲁棒H∞控制与传统迭代学习模型预测控制相结合,抑制变参考轨迹带来的跟踪误差波动,通过优化线性矩阵不等式约束下的目标函数求得控制输入.深入分析了鲁棒迭代学习模型预测控制的鲁棒稳定性和迭代收敛性.最后,通过对数值例子和连续搅拌反应釜系统的仿真验证了所提出算法的有效性.

关键词： H∞控制变参考轨迹迭代学习控制线性参变模型鲁棒模型预测控制

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基于折息递推最小二乘自适应动态矩阵的过热汽温控制器设计

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中国电机工程学报 2007年第8期27卷 70-75页

作者：王勇刘吉臻刘向杰谭文华北电力大学自动化系北京市昌平区102206

针对超临界直流锅炉过热汽温对外界扰动响应快,易发生超温或低温现象,提出一种将动态矩阵预测控制与修正的递推最小二乘算法相结合的折息递推最小二乘(DRPLS)自适应动态矩阵控制策略。通过在动态矩阵预测控制中加入DRPLS算法,降低老数... 详细信息

针对超临界直流锅炉过热汽温对外界扰动响应快,易发生超温或低温现象,提出一种将动态矩阵预测控制与修正的递推最小二乘算法相结合的折息递推最小二乘(DRPLS)自适应动态矩阵控制策略。通过在动态矩阵预测控制中加入DRPLS算法,降低老数据的影响,增强新数据的作用,提高预测性能。通过调节折息因子,可使模型具有更高的灵活性和适应性。将该方法应用于600MW超临界直流锅炉高温过热系统进行仿真研究,结果表明,该控制策略能较好地适应对象的动态特性变化,且控制系统的性能明显优于常规PID控制器。

关键词：动态矩阵控制折息递推最小二乘自适应控制超临界炉

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