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公开(公告)号：CN114063455A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111333850.X
申请日：2021-11-11
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种土压平衡盾构机推进速度控制方法、建模方法及装置，针对土压平衡盾构机推进速度子系统，以推进速度控制量作为控制输入变量，土仓压力、总推进力和刀盘转速作为可测干扰变量，以盾构机实际推进速度作为输出变量，构建推进速度子系统的RBF‑ARX模型。利用土压平衡盾构机推进系统的实际采样数据，在考虑推进速度动态响应模式约束条件下，通过极小化RBF‑ARX模型的预测输出与推进速度实际值的误差平方和，得到最优的描述盾构机推进速度动态特性的RBF‑ARX模型参数与结构。基于该RBF‑ARX模型设计推进速度预测控制器，为实现土压平衡盾构机推进速度的自动控制提供技术支持。
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公开(公告)号：CN109375512B
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN201811382723.7
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型的保证倒立摆系统闭环稳定的预测控制方法，本发明方法采用一种数据驱动的系统辨识技术，设计了直线二级倒立摆的一种基于不含偏移项的RBF‑ARX模型的建模方法，该方法可有效描述倒立摆的非线性动态特性。本发明基于直线二级倒立摆不含偏移项的RBF‑ARX模型的全局非线性特性设计了能够保证系统闭环稳定性的无穷域模型预测控制算法，可进一步提高倒立摆控制系统的动静态性能，具有较高的实用价值。本发明更适用于对控制系统动静态特性和快速性要求较高的倒立摆控制系统。
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公开(公告)号：CN109491248B
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN201811382646.5
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型和拉盖尔函数的磁悬浮球位置预测控制方法，利用磁悬浮球系统的历史输入输出数据，依据系统辨识原理建立系统的RBF‑ARX模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。为了满足系统快速响应特性以及较高的控制性能要求，局部线性、全局非线性的RBF‑ARX模型被转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，在此基础上，设计了一个基于拉盖尔函数输入参数化的预测控制器，使得预测控制系统能够在较短的采样间隔内在线求解带约束的二次规划问题，并能精确跟踪给定参考信号。本发明为快速响应非线性系统的预测控制提供了一种解决方案，具有较高的推广和实用价值。
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公开(公告)号：CN110658797B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201911030200.0
申请日：2019-10-28
Applicant: 中南大学
IPC: G05B19/418
Abstract: 本发明公开了一种氯化氢合成炉系统的优化控制方法，针对氯化氢合成炉入口气体流量可测、且基于人工在线测量氯化氢纯度值的具有多台氯化氢合成炉的氯气氢气流量调节控制系统，该方法考虑了多台合成炉流量联合调节中存在的流量与压力的耦合情况，外环采用带氯氢比值控制与总流量约束的流量分配最优化策略，在按氯氢比值分配流量的同时保证氯气和氢气总缓冲罐流量的稳定，为多台合成炉在线优化氢气和氯气流量的设定值；在内环采用PID流量控制策略，并引入压力前馈补偿，以提高系统的鲁棒性。本发明将流量分配最优化策略与氯氢比值控制策略相结合、PID流量控制策略与压力前馈补偿策略相结合，以实现对多台氯化氢合成炉系统的优化控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105893654B
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201610139588.8
申请日：2016-03-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种一阶连续搅拌釜式反应器的鲁棒预测控制方法。该方法采用一种非线性状态相依ARX模型的建模方法，离线建立非线性CSTR系统的动态数学模型。其次，利用非线性ARX模型的结构特点以及模型所蕴含的系统未来非线性动态特性的变化信息，构造出能够包裹CSTR系统非线性动态的可变线性多面体模型。最后，本发明专利利用min‑max优化原理、基于不变集设计方法，在未知CSTR系统稳态平衡点信息的情况下，设计基于该非线性ARX模型的、考虑了CSTR系统约束的鲁棒稳定、控制性能良好、可通过求解凸优化问题实现最优输出跟踪的CSTR系统鲁棒预测控制算法。
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公开(公告)号：CN104793645B
公开(公告)日：2017-09-01
申请号：CN201510180614.7
申请日：2015-04-16
Applicant: 中南大学
IPC: G05D3/12
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮球位置控制方法，针对磁悬浮球系统难以建立精确物理模型的缺点，采用系统辨识方法建立带函数权系数型自回归模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。该模型用钢球位置的一次线性函数作为高斯RBF网络的权系数，并用该RBF网络作为非线性自回归模型的函数型系数，使该模型能较好地刻画磁悬浮球系统的动态特性。该模型在某一时刻回归系数为常数，类似于一个线性ARX模型。基于此，本发明设计一个时变的、局部线性的预测控制器，通过在各时刻在线求解二次规划来快速实现钢球的最优位置控制，满足磁悬浮球系统稳定、快速的要求。
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公开(公告)号：CN107065902A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201710035809.1
申请日：2017-01-18
Applicant: 中南大学
CPC classification number: G05D1/0808 , G05B13/042 , G05D1/101
Abstract: 本发明公开了一种基于非线性模型的无人机姿态模糊自适应预测控制方法及系统，使用离线数据辨识方法建立系统的Cubic‑RBF‑ARX非线性模型，然后在所建立的非线性模型基础上设计了模糊自适应预测控制器，该预测控制器根据无人机姿态控制的实时状态在线调整预测控制器中目标函数的权重系数。该模糊自适应预测控制器可以保证无人机在姿态控制过程中，所选目标函数符合姿态调整的动态及稳态规律和趋势，与一般的无人机预测控制器相比，其目标函数参数的设定考虑到了控制的整个动态及稳态过程，从而能起到提高无人机姿态控制动静态响应指标的作用，具有较高的实用价值和应用前景。
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公开(公告)号：CN106933107A
公开(公告)日：2017-07-07
申请号：CN201710339307.8
申请日：2017-05-15
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于多自由度控制量设计的输出跟踪鲁棒预测控制方法，针对一类光滑非线性系统，采用RBF‑ARX建模方法，辨识出包含系统有界不确定干扰的系统数学模型，充分利用该模型的结构特点，构造出能够包裹系统非线性动态的多个可变线性多面体模型。考虑到无穷时域目标函数中单自由度控制量设计中系统未来控制输入增量均由状态反馈控制率给出可能造成的保守性，本发明提出了一种基于多自由度控制量设计的基于RBF‑ARX模型的输出跟踪鲁棒预测控制方法。与现有技术相比，本发明方法考虑了系统的未知有界干扰，控制器设计中无需系统稳态平衡点信息且有效增加了优化控制增量的自由度，具有更高的鲁棒性和实用价值。
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