基于交叉熵算法的無(wú)模控制器研究.pdf

1、在實(shí)際過(guò)程中，存在著大量導(dǎo)致系統(tǒng)擾動(dòng)的因素。這些擾動(dòng)既可能產(chǎn)生于已知的系統(tǒng)時(shí)滯、參數(shù)的時(shí)變特性、系統(tǒng)的內(nèi)部耦合等因素，也可能源自于信號(hào)噪聲、環(huán)境變化等未知因素。擾動(dòng)的存在會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)建模的精確性，進(jìn)而對(duì)基于模型的控制方法形成挑戰(zhàn)。無(wú)?？刂?MFC)算法無(wú)需復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，可以通過(guò)系統(tǒng)的輸入輸出信息對(duì)擾動(dòng)進(jìn)行估計(jì)，彌補(bǔ)了許多基于模型的控制方法在抗干擾能力方面的不足。本課題的大體研究方向如下:
　　1.多變量時(shí)滯系統(tǒng)廣泛存在于工業(yè)對(duì)

2、象中。復(fù)雜的工業(yè)對(duì)象通常難以精確建模，再加上需要對(duì)時(shí)滯問(wèn)題進(jìn)行預(yù)估，從而增大了控制難度。本文采用無(wú)?？刂?MFC)來(lái)設(shè)計(jì)多變量閉環(huán)控制系統(tǒng)，并用改進(jìn)的交叉熵算法進(jìn)行控制器的參數(shù)整定。仿真結(jié)果表明所提控制策略能有效處理多變量時(shí)滯問(wèn)題，具有良好的魯棒性和抗干擾性。
　　2.無(wú)?？刂瓶梢酝ㄟ^(guò)在線估計(jì)對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)進(jìn)行預(yù)估，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力;通過(guò)調(diào)節(jié)常參數(shù)α和PID參數(shù)優(yōu)化控制性能，提高控制精度。根據(jù)分?jǐn)?shù)階微積分的特性，本文研究了分?jǐn)?shù)階系

3、統(tǒng)的無(wú)?？刂茊?wèn)題，提出了分?jǐn)?shù)階無(wú)?？刂撇呗?。較之于傳統(tǒng)的無(wú)?？刂品椒?，分?jǐn)?shù)階無(wú)?？刂破骶哂懈嗟目烧{(diào)參數(shù)，增加了控制自由度。仿真研究表明，所提出的方法在保持其抗擾性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了提高動(dòng)態(tài)性能、保證控制品質(zhì)的目標(biāo)。
　　3.鍋爐汽包系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。一方面要保證鍋爐液位的穩(wěn)定性，另一方面要嚴(yán)格控制供給的消耗。同時(shí)，鍋爐系統(tǒng)還具有虛假液位和參數(shù)時(shí)變等特性，增加了控制難度。本文以鍋爐汽包系統(tǒng)為例研究了控制系