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锻压技术 2023年第12期48卷 177-181页

作者：任长辉田海陶震张健雷思捷内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

为了实现对带钢卷取温度的精确控制,采用以神经网络的前馈控制为主、反馈控制为辅的复合控制策略。层流冷却的精冷段属于大滞后、非线性系统,针对大滞后问题提出使用Smith预估器进行补偿;针对非线性问题,采用多种手段优化的pid控制器,... 详细信息

为了实现对带钢卷取温度的精确控制,采用以神经网络的前馈控制为主、反馈控制为辅的复合控制策略。层流冷却的精冷段属于大滞后、非线性系统,针对大滞后问题提出使用Smith预估器进行补偿;针对非线性问题,采用多种手段优化的pid控制器,加强其控制的实时性与动态性能。通过bp神经网络对pid控制器进行参数寻优,使用粒子群优化算法对bp神经网络的初始权值和阈值进行优化,并采用改进的粒子群算法来提高其迭代收敛速度。最后,经过仿真验证了Smith pso-bp-pid的超调量最小,调节时间最短,动态性能最好。

关键词： Smith预估补偿 pid bp-pid pso-bp-pid Smith pso-bp-pid

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基于pso-bp-pid的磁浮列车悬浮系统智能控制方法研究

基于PSO-BP-PID的磁浮列车悬浮系统智能控制方法研究

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第十一届全国磁悬浮技术与振动控制学术会议

作者：翟明达李晓龙龙志强国防科技大学智能科学学院

1引言悬浮系统是磁浮列车的核心关键系统,车辆能否在复杂工况下克服重力实现贴地飞行,直接取决于悬浮系统。然而,悬浮系统结构复杂,呈现出非线性及强动态耦合特性,是一个多输入多输出、时变的不稳定系统,导致悬浮系统的控制与优化设计... 详细信息

1引言悬浮系统是磁浮列车的核心关键系统,车辆能否在复杂工况下克服重力实现贴地飞行,直接取决于悬浮系统。然而,悬浮系统结构复杂,呈现出非线性及强动态耦合特性,是一个多输入多输出、时变的不稳定系统,导致悬浮系统的控制与优化设计面临巨大的挑战。针对磁浮列车悬浮系统,pid算法不依赖系统模型,具有实现形式简单,鲁棒性强等优点,仍然是实际工程应用中的首选控制器。

关键词：悬浮系统智能控制方法 pso-bp-pid 磁浮列车

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基于模糊神经网络的列车防冒进系统研究

基于模糊神经网络的列车防冒进系统研究

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作者：姜俊彤长沙理工大学

学位级别：硕士

列车防冒进系统是保证列车安全运行的核心设备。由于其设计之初仅考虑了列车触发防护曲线下启动紧急制动的机制从而达到安全停车的目的,难以满足复杂线路运行条件下日渐多样化的列车运行需求。针对上述问题,为满足列车在保证安全、准确... 详细信息

列车防冒进系统是保证列车安全运行的核心设备。由于其设计之初仅考虑了列车触发防护曲线下启动紧急制动的机制从而达到安全停车的目的,难以满足复杂线路运行条件下日渐多样化的列车运行需求。针对上述问题,为满足列车在保证安全、准确停车的基础上兼顾运行舒适度及行车节能性的需求,分别对列车制动过程精确建模、运行曲线多因素优化以及列车速度控制算法优化三个方面进行研究。1、研究了列车制动过程的非线性建模问题。基于模糊神经网络算法具有对非线性复杂系统建模的能力,并且结合了模糊系统对事件的描述以及神经网络自我学习的优点,采用模糊神经网络对列车制动的离散化运动方程进行建模与参数辨识。2、研究了列车运行曲线的多因素优化问题。首先根据列车的单质点受力分析逆推得到速度-距离防冒进曲线公式后,采用高斯线性拟合对防冒进曲线公式进行柔化处理。其次在传统粒子群算法特点的研究基础下提出一种基于列车运行多因素评价指标下的改进型粒子群算法,并通过该算法将速度-距离曲线转换为速度-时间优化曲线。3、结合列车的速度控制,对采用传统pid算法的控制器进行了分析。虽然pid算法具有总体控制效果较好、算法实现简单的优点,但也存在多模型切换时响应性较差、跟随曲线波动的缺点。同时对防冒进的传统的pid算法和bp-pid(神经网络pid)进行了对比分析。虽然在多模型切换响应性方面有明显优势,但由于神经网络算法本身对于初始权重选择的局限性和随机性会导致被控系统难以符合控制要求。4、设计了一种基于pso-bp-pid算法的速度控制器。为解决多模型切换响应与初始权重选取的问题,结合传统pid以及bp-pid算法优缺点,通过粒子群算法对Bpid算法的初始权重参数进行寻优,从而设计一种基于pso-bp-pid算法的速度控制器。本文以中车试运线路数据为基础,采用基于pso-bp-pid算法的速度控制器对列车防冒进系统主动干预模式下的运行过程进行仿真,并选取多项性能评价指标对仿真结果进行分析。仿真结果表明,本文提出的基于ANFIS的多因素pso-bp-pid列车防冒进系统在多因素评价指标以及控制器系统动态性能方面相较于传统算法具有明显的优越性。

关键词： ANFIS 多因素 pso-bp-pid 动态特性粒子群

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永磁悬浮管道物流运输系统的悬浮与导向控制研究

永磁悬浮管道物流运输系统的悬浮与导向控制研究

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作者：彭月江西理工大学

学位级别：硕士

管道物流运输系统作为第五类交通运输方式,不仅可用于气液类货物的运输,也作为固体货物的快速通道,且具备封闭、安静、安全等特点。通过将永磁悬浮技术同管轨物流运输系统像结构,构成永磁悬浮管轨物流运输系统,既克服传统轮轨系统的摩擦... 详细信息

管道物流运输系统作为第五类交通运输方式,不仅可用于气液类货物的运输,也作为固体货物的快速通道,且具备封闭、安静、安全等特点。通过将永磁悬浮技术同管轨物流运输系统像结构,构成永磁悬浮管轨物流运输系统,既克服传统轮轨系统的摩擦力,实现零功率悬浮,又能够具备管道系统低污染、高可靠、高效率及全天候无人配送的优势,但永磁悬浮技术存在运行时横向不能稳定的缺点,需要对其施加约束,因而对于永磁悬浮技术导向模块的设计研究是实现磁浮管轨物流系统的重中之重。本文正是基于该背景对磁浮管轨物流运输系统的悬浮和导向模块进行研究,包括永磁悬浮结构原理分析,电磁导向结构设计,导向电磁力控制策略研究等。主要内容如下:1、在了解永磁阵列悬浮(MAS)结构原理的基础上,研究了两种永磁悬浮结构下,磁场参数分布特点和悬浮力及横向侧偏力同悬浮间隙与横向间隙之间的关系;搭建了采用永磁阵列悬浮结构的磁浮管道物流原型系统。2、通过分析MAS磁阵列横向侧偏力的特点,对应设计了斥力型电磁导向模块和吸力型电磁导向模块;在有限元仿真软件中对两电磁模块进行磁场分析,并研究电流等参数对导向力的影响。另外,对比分析两种方案的优缺点,选取耗能更低、结构更简单的吸力型导向模块作为MAS磁阵列的导向方案。3、据选取的吸力型导向方案,分析电磁吸力特性及变化趋势,将其简化为单点混合悬浮系统,分析在纯电磁系统中引入永磁体后对磁场分布及电磁力的影响;研究混合系统与纯电磁系统中电磁力受参数影响的特点,在此基础上,建立混合系统的数学模型,得出电磁力与电流、间隙及永磁体等参数的映射关系。4、针对建立的单点混合悬浮系统数学模型,提出采用粒子群优化后的bp神经网络pid控制算法对其进行仿真分析,并对比分析传统pid与bp-pid控制算法,仿真实验结果表明本文提出的算法弥补了bp网络收敛速度慢、易陷入局部最优的缺陷,有效提高了响应速度、降低了超调,并具备较好的抗扰动能力,该控制算法在悬浮系统中表现良好。本文依据永磁阵列悬浮技术设计的电磁导向结构能够满足其导向要求,具备能耗低、结构简单的优点,提出的控制策略也有良好的控制效果。研究成果对永磁悬浮管轨物流系统的工程应用及永磁悬浮的其他应用具有一定理论价值和参考意义。

关键词：管道物流永磁阵列悬浮电磁导向 pso-bp-pid 有限元

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