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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2006年32卷7期

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氧化铝熟料烧结回转窑智能控制系统设计与应用
吴永建, 周晓杰, 柴天佑, 岳恒
2006, (7) :745-749.
摘要:
介绍了氧化铝熟料烧结回转窑的工艺生产过程。针对生产过程存在的大滞后、非线性和多变量强耦合等特点,提出了基于自适应模糊控制、软开关控制、自适应预测控制和传统回路控制相结合的智能控制策略,并基于此策略在计算机集散控制系统上开发了氧化铝熟料烧结回转窑智能控制软件,成功应用于某公司氧化铝熟料烧结回转窑,实现了氧化铝熟料烧结回转窑的稳定控制。该系统投运以来可靠性高,控制效果及时、准确,具有在冶金、水泥等行业推广的价值。
PFC-PID控制在加热炉炉膛压力控制中的应用
张日东, 苏成利, 张建明, 王树青, 毛国平, 魏少毅, 郑炜
2006, (7) :750-753783.
摘要:
针对工业P ID控制器不能很好兼顾抗干扰性与鲁棒性的缺点,将预测函数控制(PFC)与P ID控制相结合,提出一种具有PFC-P ID控制结构的新型预测函数控制器并成功地应用到工业焦化加热炉炉膛压力的控制中。由于其控制策略实现了目标和控制的分层,因此其控制效果要优于仅存在P ID控制的情形。实际工业应用表明了该方法的有效性。
三群协同粒子群优化算法
刘卓倩, 顾幸生, 陈国初
2006, (7) :754-757.
摘要:
针对基本粒子群优化算法易陷入局部极值点、搜索精度低等缺点,提出了一种三群协同粒子群优化算法(TSC-PSO)。搜索时,如果全局极值连续若干代没有改善,粒子未找到全局最优点,就任选某个优群,将其群内粒子和差群粒子交换。仿真结果显示,对一些经典多峰值函数、非凸病态函数,TSC-PSO增强了全局搜索能力,具有比基本PSO更好的优化性能。
大型聚丙烯工业装置的先进控制
赵众, 潘立登, 徐宁, 孙康, 吴瑾
2006, (7) :758-761.
摘要:
针对H im ont Spheripo l工艺的大型聚丙烯工业装置实时控制的复杂性,提出了一种基于质量指标推断控制的先进控制解决方案。该方案已成功应用于某炼油厂的聚丙烯工业装置,长周期的运行结果证实了该方案可以减少产品质量波动,提高产率并减轻操作人员的工作强度,取得了显著的经济效益。
焦炉立火道温度的智能集成软测量方法及其应用
雷琪, 吴敏, 曹卫华, 侯少云
2006, (7) :762-766.
摘要:
在分析焦炉立火道温度特性的基础上,提出了一种基于线性回归(LR)和监督式分布神经网络(SDNN)的立火道温度智能集成软测量方法。通过特性分析提出了典型蓄热室的选取原则,并利用级数验证了选取的有效性。为反映蓄顶温度与立火道温度的关系,首先分别建立了一元、二元和十二元LR模型,并通过智能集成将3个模型的输出进行有机融合;然后在对样本监督式聚类后,利用SDNN获得各个子网的综合输出;最后由专家协调器协调LR和SDNN的输出,得到立火道温度的软测量值。实际运行结果验证了该方法的有效性。
非满载车辆路径问题的改进粒子群优化算法
罗先国, 侍洪波
2006, (7) :767-771896.
摘要:
将局部版粒子群算法应用于非满载车辆路径问题,设计了一种实数编码方案,线性调整惯性权值,改进粒子更新公式,建立了解决该问题的粒子群算法。用该算法求解了两个车辆路径问题的算例,并与遗传算法和标准粒子群算法进行了比较。结果表明:该算法提高了搜索最优路径的成功率,能更有效地求解非满载车辆路径问题。
固定尺度最小二乘支持向量机
王庆云, 黄道
2006, (7) :772-775.
摘要:
针对最小二乘支持向量机(LS-SVM)在进行回归预测时存在的稀疏性缺陷问题,采用固定尺度最小二乘支持向量机,即固定支持向量数量进行改进。仿真结果表明:固定尺度最小二乘支持向量机在训练各种样本数据集时,有效地避开了LS-SVM中的稀疏性问题,且训练速度快,同时具有良好的预测精度。
不确定时滞系统的滑模控制
张付全, 牛玉刚, 郭韬
2006, (7) :776-779.
摘要:
考虑同时存在状态不确定性和控制不确定性的时滞系统的滑模控制问题,其中控制不确定性是不匹配的。利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件。利用该线性矩阵不等式的解可以得到所设计的滑模控制律和滑模面。从理论上证明了该滑模控制律能保证状态轨迹被驱动到指定的切换面上。仿真结果验证了该算法的有效性。
无线传感器网络在气体源预估定位中的应用
匡兴红, 邵惠鹤
2006, (7) :780-783.
摘要:
基于气体污染源浓度衰减模型,分别采用极大似然预估算法(M LE)、非线性最小二乘算法(NLS)对气体污染源定位进行了研究。仿真实验对比了两种算法在不同的传感器节点以及背景噪声情况下对预估定位误差的影响。结果表明:当环境背景噪声较小时,NLS可以得到比M LE算法更精确的预估结果。当环境背景噪声较大时,M LE算法比NLS算法有着更强的鲁棒性。
基于IRBFNN和IRAN的非线性动态系统在线自适应建模
刘士荣, 俞其江, 李文磊, 俞金寿
2006, (7) :784-788.
摘要:
将资源分配网络算法(RAN)与相似隐单元合并操作、冗余隐单元删除操作和基于滑动数据窗连接权值学习相结合,形成了改进的资源分配网络(IRAN)算法。IRAN算法用于非线性动态系统的在线建模,能有效地改善模型精度和泛化能力。将改进径向基函数(RBF)神经网络(IRBFNN)和IRAN结合可以用于不确定非线性动态系统自适应建模。仿真研究表明:所提出的建模方法在模型精简、泛化和自适应等方面均具有优良的性能。
基于遗传算法的Parzen窗离散化方法
王军霞, 杨慧中, 丁锋
2006, (7) :789-791.
摘要:
为解决连续属性无法直接用于粗糙集理论中这一问题,将Parzen窗方法和遗传算法相结合,提出了一种全新的属性离散化方法。该方法首先选取较多个断点将连续属性分为较多类,然后结合粗糙集理论的一致性要求和Parzen窗所反映的离散结果稳定性指标定义遗传算法的适值函数。仿真结果表明:使用该方法得到的离散结果能得到较少个断点,并且保持数据原有的分类能力。
基于混沌优化算法的连续生产过程重调度与库存优化
杨文明, 顾幸生
2006, (7) :792-795.
摘要:
针对流程工业企业的订单发布和原料供应等外部环境的不确定性,建立了具有订单需求约束、生产能力约束、原料供应和成品库存约束等约束条件的连续生产过程重调度模型,运用混沌优化算法进行求解,仿真结果表明了该模型的可行性和有效性,通过重新调整各时间段内各个订单的生产率,可合理控制库存量,减少库存费用,降低企业生产成本。
基于粗糙集的T-S模糊神经网络在回转窑烧结过程中的应用
王介生, 战红仁, 王伟
2006, (7) :796-800848.
摘要:
基于粗糙集理论的知识约简方法和T-S模糊神经网络的非线性映射理论,针对回转窑烧结过程被控对象复杂、各参数之间相互耦合及难以建立精确数学模型的特点,提出一种RS-FNN智能控制策略。采用基于一种新的聚类有效性准则函数的模糊C均值聚类算法对连续属性进行离散化;然后利用粗糙集理论由历史数据样本提取约简规则集,对应的T-S模型具有反映数据特征的良好拓扑结构;最后T-S模型参数由梯度下降混合最小二乘法进行精调。该方法应用于铁矿氧化球团回转窑生产过程控制取得了良好效果,增强了系统容错及抗干扰的能力。
ZigBee无线通信技术及其应用研究
凌志浩, 周怡颋, 郑丽国
2006, (7) :801-805.
摘要:
介绍了Z igBee协议的标准、特点,描述了Z igBee的技术支持,分析了Z igBee的相关应用领域,讨论了应用设计中的共性问题,结合应用例子给出了硬件和软件的设计过程,并通过现场实验验证了无线通信的准确性和可靠性。
一种基于非线性独立元分析(NICA)的化工过程监控方法
刘飞, 吴昌应
2006, (7) :806-809.
摘要:
针对实际工业过程数据中的非线性问题,研究了一种基于非线性独立元分析的多变量过程监控方法。该方法根据贝叶斯原理,构造多层感知器网络恢复过程数据,并以此建立过程的数学统计模型,对其进行实时监控。在大型工业设备仿真器TE上的应用表明了该方法的有效性,同时,在故障诊断方面也体现出了一定的优越性。
线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计与仿真
赵瑾, 顾幸生, 申忠宇
2006, (7) :810-813.
摘要:
在研究线性不确定系统一类滑模观测器的基础上,应用奇异值分解技术对系统进行降阶处理,设计了一种新颖的鲁棒滑模观测器;并提出优化滑模策略,给出严格论证,保证对系统不确定性以及外界干扰具有鲁棒性;采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,使设计的观测器一致收敛,状态估计达到预期的指标;同时给出鲁棒滑模观测器的线性反馈矩阵和非线性反馈矩阵计算算法;通过仿真实例验证所设计的鲁棒滑模观测器的有效性。
焦化加热炉先进控制系统
张建明, 谢磊, 苏成利, 张日东, 王树青, 毛国平, 付刚强
2006, (7) :814-817.
摘要:
以某炼化公司的焦化加热炉为工业应用背景,采用预测函数控制-P ID透明控制结构,辅以基于延迟焦化过程焦炭塔的预热切换事件设计的前馈控制器,研究开发出了一种实用的焦化加热炉先进控制系统。系统投运后,整个生产过程的平稳性和控制精度得到了显著的提高。
局部最小二乘法校正中药指纹图谱信号的组分保留时间漂移
杨云, 朱学峰
2006, (7) :818-820.
摘要:
提出和实现了采用局部最小二乘法对中药指纹图谱中的组分保留时间漂移进行校正的方法。首先介绍了标准最小二乘法的算法原理,针对标准最小二乘法直线拟合在处理指纹图谱数据时的局限性,根据中药指纹图谱信号数据的特点,提出对组分复杂的中药指纹图谱信号采用局部最小二乘法实现对组分保留时间漂移的校正。对3组田基黄中药样本的指纹图谱信号采用局部最小二乘法进行处理,从校正前后相似度结果的对比可知,校正后的相似度均有不同程度的提高,证明文中所提方法的可行性和优越性。
基于自适应滤波的日负荷预测新陈代谢模型
严军, 赵成旺, 顾幸生
2006, (7) :821-824.
摘要:
提出了对日负荷进行预测的新方法。基于自适应滤波算法进行预测,在预测过程中对原始数据进行新陈代谢处理,且根据预测日的属性对预测结果进行加权,并依据历史负荷中负荷的变动情况对结果进行校正,以求最佳预测效果。利用自适应滤波预测结果的残差建立时间序列的AR(p)模型,与自适应滤波模型形成组合模型,从而实现了短期电力负荷样本资料随时间变化而更新、样本量和计算量不增加而预测精度能得到保证的目标。与传统的预测方法相比较,该模型用于日负荷预测具有计算迅速、精度高的优点。
基于模糊分类变系数的铅锌烧结过程综合透气性状态预测
吴敏, 徐辰华, 王春生
2006, (7) :825-828871.
摘要:
针对铅锌烧结过程的强非线性、时变等特点,运用智能集成建模的思想,提出一种模糊分类变系数透气性状态预测方法。首先深入机理分析和工况参数相关性分析研究,采用神经网络方法建立工艺参数和时间序列透气性预测模型;然后借助于模糊组合器实现两个子模型的有机组合,设计了模糊分类变系数综合透气性集成预测模型结构,其中加权系数由工况波动程度确定。运行结果表明:提出的集成模型具有较高的预测精度和较强的自学习能力,并且在工况波动严重的情况下,仍然具有好的预测效果,该模型具有一定的灵敏度和鲁棒性。
污水处理过程的多变量预测控制
郑敏洁, 杨马英
2006, (7) :829-831.
摘要:
提出了一种针对活性污泥法污水处理系统的多变量预测控制策略,并将该策略应用到污水处理的脱氮上,对污水中氨氮与硝酸氮浓度实施多变量预测控制。通过对国际水质协会活性污泥1号模型(A SM 1)的闭环计算机仿真表明,应用该算法可实现对污水中氮含量浓度的有效控制,减小系统输出的波动,稳定最终输出。
基于小波多分辨率系数模值的并发故障检测方法
周小勇, 叶银忠
2006, (7) :832-835.
摘要:
提出了利用小波分析技术进行信号奇异性检测的多重并发故障检测方法。利用小波多尺度分解技术,将信号进行多尺度的小波分解,得到不同尺度下的信号高频分量的小波系数模值,并根据奇变信号和噪声信号小波系数模值的差异,采用软阈值去噪法,对其高频分量小波系数进行去噪处理,获取不同尺度上突变信号的小波系数模值,实现对故障的检测,并可根据不同尺度上小波系数模值的对应关系,实现对多重并发故障的区分。对电网信号分析的仿真结果证实了该方法的正确性和可行性。
一种烧结终点模糊滑模控制策略及其在烧结过程中的应用
向齐良, 吴敏, 向婕
2006, (7) :836-839875.
摘要:
烧结过程具有强非线性、时滞和时变等特性。在分析烧结过程热状态的基础上,提出了一种烧结终点的模糊滑模控制策略,将模糊逻辑和滑模控制方法结合起来,并将其应用在某烧结厂烧结机的台车速度控制中。这种控制方法能在线调整参数,对烧结过程中大惯性、大滞后对象进行有效控制,在对象参数变化或存在较大扰动的情况下,能保持较好的控制品质。结果表明:这种方法稳定了烧结生产,为实现烧结过程的智能优化控制奠定了基础。
单参数模糊PID在塑料挤出机温度控制系统中的应用
梁毅, 费敏锐
2006, (7) :840-843.
摘要:
论述了SIMAT IC S7-300可编程控制器在塑料挤出机温度控制系统中的应用,控制回路采用单参数模糊P ID(比例、积分、微分)脉宽调功法。控制系统把单参数模糊P ID控制和PLC(可变程序逻辑控制器)的逻辑判断指令结合起来,使P ID控制更为灵活,能较好地满足生产过程的要求。详细描述了该系统的工作原理和PLC的硬件组成、软件编制。
炼钢连铸混合智能调度方法及其应用
俞胜平, 郑秉霖, 柴天佑
2006, (7) :844-848.
摘要:
在炼钢连铸生产工艺约束条件下,针对多设备、多工序、以及生产类型复杂的生产环境,目前还难以在合理时间内获得最优调度解,提出了基于规则的专家调度方法、基于规划的两阶段调度方法和基于多级模糊综合评价方法的混合智能调度方法,并在合理时间内得到一个有效的可行解。应用混合智能调度方法建立了智能调度架构,设计并开发了软件系统。该系统应用于国内某大型钢厂的生产调度,在缩短计划编制时间、减少钢水等待时间、提高设备利用率方面获得显著经济效益。
一种基于改进型遗传算法的模糊聚类
殷晓明, 顾幸生
2006, (7) :849-851.
摘要:
针对模糊C均值算法(FCM算法)难以达到全局最优解的问题,引入了具有全局搜索能力的遗传算法以解决聚类问题,并在标准遗传算法基础上进行了改进。将该算法运用于IR IS数据的聚类,实现了较好的聚类,从而验证了算法的有效性。
流程工业中的优化技术及应用研究
祝雪妹, 王树青, 岳东
2006, (7) :852-855.
摘要:
提出了流程工业中的静态优化、动态优化和生产结构优化问题的命题和数学描述,及目前解决这些问题的优化方法和常用的工具。对正交配置离散化结合序贯二次规划优化计算的动态优化方法进行了详细的介绍。以热集成精馏系统以能耗最低为操作目标的优化为例,说明动态优化技术在流程工业中的应用。
高纯度内部热耦合精馏塔的非线性过程模型优化控制方案
张盈啸, 邵惠鹤
2006, (7) :856-859.
摘要:
主要讨论和研究了高纯度热耦合精馏塔的优化控制问题。针对一个非线性的对象模型—苯-甲苯物系模型提出了基于非线性过程模型控制(NPM C,N on linear P rocess M odel Contro l)的控制方案,并与常规的P ID控制方案作了比较。结果表明:非线性过程模型控制无论是在控制精度还是在响应时间上都优于传统的控制方案。
基于PID神经网络的非线性系统辨识与控制
沈永俊, 顾幸生
2006, (7) :860-863.
摘要:
针对工业控制领域中非线性系统采用传统的控制方法不能达到满意的控制效果,提出一种基于P ID神经网络的控制方案,以对其进行辨识和控制。将P ID神经网络引入控制系统中,既具有常规P ID控制结构简单、参数物理意义明确等优点,同时又具有神经网络的并行结构和学习记忆功能及非线性映射能力。仿真结果表明:该控制系统响应速度快、超调量小、稳态精度高,能够快速跟踪系统输出并进行有效控制,且具有一定的自适应性和鲁棒性,满足实时控制的要求。
工业过程核概率主元模型建立及监控指标
赵忠盖, 刘飞
2006, (7) :864-867.
摘要:
概率主元分析(PPCA)能够根据过程变量的预测误差及其主元的白化值实现对过程的监控。但是PPCA只适合线性过程,而对非线性过程的监控效果不理想。为克服上述缺点,提出一种基于核PPCA(KPPCA)的过程监控方法,定性讨论了KPPCA模型的参数和主元个数选择问题,构造了高维空间的SPE和T2监控指标。该方法利用核函数将非线性数据映射到高维空间,去除了过程的非线性,然后利用PPCA对满足线性关系的过程变量映射值进行监控。仿真结果验证了该方法对非线性过程监控的优越性。
具有传感器和执行器故障的不确定系统区域稳定可靠控制
张榆平, 朱宏
2006, (7) :868-871.
摘要:
针对具有不确定性的线性系统,分析了系统中传感器和执行器均具有故障时的情形,考虑具有更广泛意义的连续故障模型,应用修正的Lyapunov不等式,给出了系统区域稳定的充分条件。通过求解一组线性矩阵不等式LM Is完成状态反馈控制器的设计。仿真实例验证了结果的有效性。
PSO-ε-SVM的回归算法
金晶, 王行愚, 罗先国, 王蓓
2006, (7) :872-875.
摘要:
回归支持向量机的ε不敏感损失函数的参数寻优是一个重要的问题,它与支持向量机的行为特性有紧密关系。本文给出了一种基于粒子群优化算法的、对ε不敏感损失函数的ε参数寻优的方法,仿真结果表明:采用基于粒子群优化算法的寻优方法寻找ε参数,需要重复训练回归支持向量机模型的次数明显小于格点搜索方法,节省了大量的时间并且能找到较优的ε值。
预测函数控制在确定性网络控制系统中的应用
吴建国, 费敏锐
2006, (7) :876-879888.
摘要:
针对网络控制系统具有不确定时滞的特性,通过在节点中设置缓冲区的方法将随机时滞转化为确定性时滞,从而将网络控制系统从随机系统转化为确定性时滞系统;针对这类时滞系统利用预测函数控制算法设计了控制器,以实现基于模型匹配和多步预测的思想来改善控制性能。通过仿真和基于DCS的模拟系统实验,结果均表明了该方法的正确性和有效性。
基于支持向量回归模型的间歇过程优化
刘毅, 阳宪惠, 熊智华
2006, (7) :880-883.
摘要:
针对间歇过程的优化问题,提出了一种基于支持向量回归模型的批次到批次的优化控制策略。通过对支持向量回归模型在当前控制轨迹处的线性化,构造了一种批次到批次的优化控制方法。在苯乙烯聚合反应器的仿真实验中,该方法能够在存在模型失配与过程扰动的情况下,逐批次地改善过程性能。
一类参数不确定T-S模糊系统的鲁棒控制及仿真
周英焕, 沈艳霞, 纪志成
2006, (7) :884-888.
摘要:
针对一类具有参数不确定的T akag i-Sugeno(T-S)模糊系统,基于模糊区域的概念研究了其鲁棒控制问题。通过将不确定T-S模糊模型转换为不确定T-S模糊区域模型,并利用Lya-punov稳定性理论,导出了线性矩阵不等式(LM I)形式的鲁棒控制器设计方法。相对于传统设计方法,降低了采用线性矩阵不等式方法求解的难度,并具有良好的鲁棒性能。仿真结果验证了该方法的有效性。
基于鲁棒最小二乘支持向量机的聚丙烯熔融指数预报
邬正义, 施健
2006, (7) :889-892.
摘要:
可靠地预报熔融指数在聚丙烯生产过程中至关重要。在最小二乘支持向量机采用的误差平方和惩罚函数可能会导致不稳健的预报值基础上,进一步提出了基于鲁棒最小二乘支持向量机的聚丙烯熔融指数软测量模型。工业实例研究表明该方法拟合精度高、泛化能力强,具有广阔的应用前景。
基于GAs/PSO组合算法的水轮机调速系统PID参数寻优
王博, 胡成玉, 王永骥
2006, (7) :893-896.
摘要:
提出了一种基于GA s/PSO组合算法的P ID控制器参数自整定方法,这种方法兼有遗传算法(GA s)和粒子群算法(PSO)的优点。组合算法种群由GA s和PSO的最佳个体迁移形成,其中GA s采用了实数编码和变异概率自适应,PSO算法采用了带指数衰减的惯性因子的速度更新算法,以加快收敛速度。通过对水轮机调速系统P ID控制器参数寻优仿真比较表明,该组合算法寻优性能比单独的GA s和PSO表现更为优异,且所得系统具有更好的动态性能。
《华东理工大学学报(自然科学版)》征稿简则
2006, (7) .
摘要:
《华东理工大学学报(自然科学版)》
2006, (7) .
摘要: