文海家[1]2004年在《基于GIS的滑坡灾变智能预测系统及应用研究》文中进行了进一步梳理本文是“十五”重点攻关课题“库区地质灾害监测、预警及辅助决策支持系统关键技术研究与示范”(2001BA604A02)的重要研究组成部分。针对“十五”课题确立的研究攻关目标,本文主要采用计算智能理论及其耦合方法,结合地理信息系统(GIS)技术,研究建立了基于 GIS 的滑坡灾变预测智能集成系统,并在课题示范点吴家湾滑坡、实验小学滑坡上作了实例分析,完成的研究工作及取得的主要进展如下: 1) 讨论了滑坡计算智能(神经网络 ANN、模糊逻辑 FIS、遗传算法 GA)预测的基本方法原理,重点研究了神经网络、模糊逻辑及其耦合方法,并探讨了将之应用于滑坡灾变预测分析的优点及可行性。 2) 详细研究了滑坡灾变预测的神经网络、模糊逻辑方法,并提出了神经网络与模糊逻辑耦合应用于滑坡灾变的自适应神经-模糊推理方法,以及 ANN、FIS、ANFIS 建模的关键技术及其系统设计实现步骤。 3) 对滑坡预测灾变判据进行研究,提出了基于计算智能方法的滑坡灾变综合信息模糊预报判据,并研究了滑坡灾变综合信息模糊预报判据的优点及其具体表达方式。 4) 在 GIS 基本理论、方法分析的基础上,研究了基于 ArcView GIS 3.2 滑坡预报 GIS 综合信息模型建立的相关关键技术,并对滑坡 GIS 信息模型的数值解析技术方法进行研究,分析了 3D-GIS 仿真模型的相关技术问题。 5) 首次提出了 GIS 技术与计算智能理论耦合应用于滑坡灾变研究的新思路。研究开发了滑坡灾变 GIS 综合信息模型与滑坡灾变计算智能预测系统之间的数据交换及数据接口技术。 6) 研究了系统程序实现的关键技术,采用 GIS 二次开发技术、Microsoft VisualStudio 系列 VB.NET、Matlab 程序解释语言及 ArcView GIS 的面向对象语言 Avenue进行混合编程,开发了 GIS 支持下计算智能集成滑坡灾变预测系统。 7) 以“十五”课题(2001BA604A02)研究示范点吴家湾滑坡-实验小学滑坡为例,探讨了 GIS 支持下计算智能集成滑坡灾变预测系统在叁峡万州库区滑坡灾变预测中的应用;并得到了多种方法分析基本吻合的结果。 通过本文的研究,结合多种滑坡灾变预测研究方法进行分析,无论是理论上的科学性还是滑坡灾变预测实践分析成果的可靠性,均表明 GIS 技术与计算智能 I
张钊[2]2004年在《模糊系统的推理及其稳定性分析》文中研究说明1965美国控制理论专家Zadeh创立了模糊集合理论,提出了模糊控制技术,模糊理论自它诞生之日起便显示了强大的生命力,模糊控制理论不断发展,模糊控制方法被用于工业过程的控制以及新型家电产品的开发取得了很大的成功,然而作为模糊理论基础本身,还存在着许多争议,还有许多需要完善的地方。本文从以下叁个方面对模糊理论进行分析研究:1)模糊推理的研究。分析了当使用RZ算子时推理合成规则(CRI)不具有还原性和不能正确进行模糊推理的原因,给出了正确应用CRI的条件;分析了全蕴涵叁I算法的不足及其具有还原性的原因;对各种蕴涵算子的模糊推理进行了分析比较,对不合理的分析其原因,对合理的进行总结,得到正确的推理算法;对模糊推理在理论和实际应用中的矛盾进行了说明。2)模糊系统对非线性函数逼近能力的研究。利用Stone-Weiersstrass定理,从理论上证明了四边形隶属函数、乘积推理规则、中心解模糊的模糊系统可以任意逼近非线性实连续函数,为模糊系统的系统辩识提供了理论依据,仿真实例证明了这种方法的正确性。3)模糊系统的稳定性分析。对T-S型模糊系统进行局部稳定性分析,指出模糊系统全局渐进稳定充分条件的不足,证明了此条件不是必要条件;将模糊集合的隶属度函数代入模糊系统表达式,得到一个特殊的非线性离散系统,从系统分析的区域、判定稳定的条件、稳定范围叁方面确定稳定区域;对不稳定的系统给出不稳定判据。仿真实例证明了这种方法的有效性。系统在无限远处的稳定与否,与实际应用没有太大关系,所以对系统稳定点附近,局部稳定性的判定有着很强的实际价值。
王茂源[3]2016年在《煤巷锚杆支护设计混合智能系统研究》文中研究表明锚杆支护是我国煤巷支护的主要形式,诸多学者与工程技术人员在锚杆支护的理论与实践方面进行了大量的研究,积累了丰富的经验。但是,在实际生产过程中,多数情况下现场技术人员仍然首先会尝试惯用的支护参数,而这种支护参数并不一定是当前地质条件下的最优支护参数,可能会在经济上和生产进度上造成损失。目前先进的锚杆支护技术还只被少数煤矿和科研单位所掌握,由于交流平台相对较为缺乏,很多矿井和基层生产单位并不能及时地学习并掌握相关技术。随着计算机技术和人工智能技术的不断发展,很多高校和科研机构将神经网络、专家系统、模糊理论等人工智能技术方法引入到巷道支护设计领域,并开发出相应系统,帮助处理巷道支护设计、优化等方面的问题,并取得了一定进展。但是现有的支护系统多以单独的专家系统、神经网络、或者二者简单的结合作为推理基础,由于技术的局限性以及在知识、参数获取过程中存在着“瓶颈”,现有的支护智能系统在实际使用过程中往往存在着推理性能不高、所需参数难以获取、系统只满足某具体矿井或者矿区的使用需求、而不具备普遍适用性等问题,这些问题制约了系统的推广使用。如何更好的运用人工智能技术和计算机技术帮助更为科学、合理地进行巷道支护设计,是诸多专家学者所关注的热点问题。针对以上情况,本文依托国家自然科学基金项目“大断面巷道快速掘进与支护基础(51134025)”,将混合智能系统技术引入到煤巷支护设计领域,根据煤巷支护设计问题的实际情况,采用原型系统构建、模型推导、数值模拟、实验室试验、现场试验、文献查阅、程序开发、工程应用等手段,研究构建以CBR-RBR集成推理机制为基础,包含有模糊聚类分析、模糊综合评判、专家系统、人工神经网络、灰色关联分析、正交试验、数值模拟计算等诸多技术于一体的煤巷锚杆支护设计混合智能系统(Hybrid Intelligent System on Coal Roadway Bolt Design,CRBD-HIS),帮助更为科学地进行煤巷支护设计与优化。1.对混合智能系统在国内外研究现状进行介绍与分析,认为混合智能系统可以将多种智能(非智能)技术进行有机结合,通过利用不同技术各自的优点,在处理数据时互相优化来改善处理效果;或者根据复杂问题的不同方面特点,选择合适的技术进行处理,并将各自处理的结果进行集合。混合智能技术在处理复杂问题方面具有很大的优势,因此用其帮助解决煤巷支护设计这种复杂问题是值得尝试的。本文从系统的形式化表示出发,对混合智能系统进行形式化表示,并给出了混合智能系统的概念。本文对混合智能系统的联接方式、常用的智能技术以及它们之间的混合研究进行了介绍。结合煤巷锚杆支护设计问题的实际情况,在CRBD-HIS的构建过程中选择基于案例推理、基于规则推理、人工神经网络、专家系统、模糊综合评判、模糊聚类分析、灰色关联分析、层次分析法、修正巷道顶板分级评估系统cmrrc、数值模拟、正交试验等智能(非智能)技术。通过研究cbr-rbr集成推理机制,建立包括案例分类、案例检索、案例重用、案例修正、案例评估和案例学习六个基本环节的新推理模型作为crbd-his的基本推理框架,以混合联接的方式将各智能(非智能)技术进行有机结合,构建crbd-his原型系统。2.对煤巷围岩稳定性分析模型进行研究,提出了“整体-局部”评价模型。通过对工程岩体分类领域传统的单指标法、多指标法以及运用灰色理论、专家系统、人工神经网络、模糊数学等现代数学及人工智能分类方法进行介绍和讨论,选择模糊数学作为主要处理方法,对煤巷围岩稳定性进行分析。选择顶板强度ζt,两帮强度ζc,底板强度ζb,直接顶初次垮落歩距l,顶高比n,煤巷宽度x,最大水平主应力ζh,巷道埋深h等8个指标作为煤巷围岩稳定性评价指标。运用改进的层次分析法,对以上指标进行权重分配。运用基于等价关系的模糊综合聚类分析法,建立了煤巷围岩稳定性分类子模型,并运用c#语言对聚类算法进行编程,得到智能聚类程序。以霍州矿区为背景,应用上述子模型对样本巷道进行聚类分析,成功将样本巷道分为5类,并得到各个类别的聚类中心。通过与经验分类结果进行比较,证明聚类效果满足使用需求。运用模糊综合评判法,选择加权平均型算子m(?,⊕)算子,以上面8个指标作为评判对象因素集:u={顶板强度ζt,两帮强度ζc,底板强度ζb,直接顶初次垮落歩距l,顶高比n,煤巷宽度x,最大水平主应力ζh,巷道埋深h},以聚类中心作为评判模版,设定评语集为v={i类(非常稳定),ii类(比较稳定),iii类(一般稳定),iv类(较不稳定),v类(不稳定)},建立了煤巷围岩稳定性模糊综合评价子模型。对美国矿务局提出的巷道顶板分级评估系统(coalmineroofrating,cmrr)进行介绍,并根据国内煤矿生产的实际情况对cmrr进行修正,研究适用于国内煤矿使用的顶板评估子模型cmrrc,并通过实例应用验证其可行性。3.建立煤巷锚杆支护参数推理模型a-o-f-g(ann-orthogonaltest-flac3d-greyrelationalanalysis),对crbd-his中支护参数自动生成与优化推理关键技术进行研究。选择改进bp神经网络算法进行锚杆参数预测,以煤巷顶板强度、两帮强度、底板强度、直接顶初次垮落步距、巷道埋深、巷道净宽、巷道净高7个指标作为输入层参数,选择锚杆类型、锚杆长度、锚杆直径以及锚杆间排距作为输出层参数,设计煤巷支护参数神经网络预测子模型的结构。通过对科研成果提炼、现场调研、文献查阅、调查问卷等方法收集学习样本,对学习样本进行训练,建立煤巷锚杆支护参数神经网络预测子模型,实现煤巷锚杆支护参数的自动生成。运用c#语言对模型算法进行编程,得到bp神经网络自动训练程序。综合运用正交试验、数值模拟和灰色关联分析等,进行锚杆参数优化推理研究。首先以巷道顶板锚杆长度、直径、间距、排距和两帮锚杆长度、直径、间距、排距作为试验因素,选择8因素3水平正交试验表,以神经网络生成方案为标准方案,通过正交试验设计,得到18个正交试验方案作为比较方案。运用flac3d对18个比较方案支护效果进行数值模拟分析,以巷道顶板移进量、底板移进量、两帮移进量作为评判标准得到3个初步优化方案。再以顶板移近量、两帮移近量、底板移近量、施工难度、支护成本作为评价指标,基于灰色关联分析法建立灰色评价子模型,对前面的3个初步优化方案再进行评价,得到最终的优化方案作为推理结果,实现crbd-his中锚杆参数的自动生成与优化推理。4.针对a-o-f-g模型中的对比方案数值模拟分析步骤,本文进行flac3d智能模块研究。分析flac3d数值模拟软件在对煤矿巷道支护设计问题进行数值模拟过程及步骤,研究运用fish语言对数值模拟运算分析各个阶段命令进行表示,通过建立ini.txt、support.txt和result.txt叁个模版文件来分别代表数值模拟的各个过程。使用c#语言编写接口程序,对各模版文件进行赋值生成可执行脚本,调用flac3d计算程序运行可执行脚本对对比方案的支护效果进行模拟分析。通过对flac3d进行二次开发实现了flac3d的参数化建模和自动模拟计算。5.采用client/server体系结构,以access为数据库,运用c#语言编写算法代码以及调用、接口、赋值等程序,选择.netframework平台windowsform程序实现了对crbd-his原型系统的程序开发。crbd-his系统具有煤巷围岩稳定性分析、支护方案自动生成与优化、flac3d参数化建模和自动模拟计算、案例学习、支护报告自动生成等功能。crbd-his系统不仅具有友好的人机交互界面,操作方便简单,还设置有“控制台”控件。通过“控制台”,不同矿区的用户可以根据所在矿区的具体工程和地质情况,简单方便地对系统进行修正,使系统可以根据该矿区具体情况进行推理设计,改善了以往支护设计智能系统使用的局限性,提高了crbd-his系统推理的准确性并使其具有普遍适用性。另外通过实验室试验、现场试验、文献查阅补充等方式建立了地质力学参数数据库,该数据库包括了我国东部部分矿区的地质力学参数,可以为一线工程技术人员提供一定程度的参考;建立了煤巷支护典型案例库,该案例库可以一定程度上反映我国东部主要产煤大省的煤巷主要支护情况。使用crbd-his系统对叁交河2-5061巷道进行工程实例应用,对2-5061巷道进行支护设计并生成支护设计报告。通过将系统推理结果与2-5061巷道的原支护方案和人工优化方案进行比较,验证了crbd-his系统的实用性,并相对于原方案具有一定程度的优化。通过对李雅庄6031巷道、干河矿2-1121巷道进行工程实例应用,系统设计的支护方案较为合理,可以满足实际使用需要。本文研究成果是国家自然科学基金项目“大断面巷道快速掘进与支护基础”(51134025)的成果之一。CRBD-HIS系统可以帮助现场技术人员快速、方便的进行煤巷支护设计与优化,填补了混合智能系统在煤矿支护领域研究的空白,大幅提高了煤巷支护设计系统的智能性和适用性;可以一定程度上减少因支护强度不足而造成的二次支护或者因支护强度过高而导致的浪费情况,有利于促进我国煤炭资源更加科学、有效的开发利用。
王金宝[4]2010年在《一类时滞T-S模糊广义系统的无源控制》文中指出本文利用线性矩阵不等式(LMI)方法研究了一类时滞T-S模糊广义系统的无源控制问题。时滞现象在实际工程问题中是普遍存在的,控制系统中的时滞往往会导致系统的不稳定和较差的系统性能,因此,时滞系统鲁棒控制的研究无论在理论研究还是实际应用上都具有十分重要的意义。近几年由于广义系统在动力学系统、广义空间扰动理论等领域的广泛应用,时滞广义系统的稳定性、无源性和鲁棒控制问题的研究成为热点。时滞T-S模糊广义系统是非线性系统,而T-S模糊模型是逼近或描述非线性系统的有效工具。T-S模糊系统无源控制的研究已经取得了一些成果,但是时滞T-S模糊广义系统无源控制的研究还鲜见,本文对此进行了研究。在第1章中,介绍了模糊控制的分类、特点、发展历程、研究现状及其应用前景。在第2章中,系统地介绍了模糊控制系统的理论基础。包括模糊控制数学基础、模糊控制基本理论、模糊控制器结构和模糊控制算法的实现。其次,给出混合模糊系统、语言型模糊系统和T-S模糊系统稳定性的分析方法。在第3章中,研究了一类时滞T-S模糊广义系统的无源控制问题,得到了使闭环系统容许、严格无源的充分条件,并将此条件用线性矩阵不等式表示,所以可以通过解这些矩阵不等式得到状态反馈增益矩阵,从而可以利用LMI工具箱判定系统的容许、严格无源。最后,用算例说明了所给方法的可行、有效性。在第4章中,基于第3章的基础,讨论了更加具有普遍性的时变时滞T-S模糊广义系统的无源控制问题。最后,用算例说明了所给方法的可行、有效性。在第5章中,总结了模糊控制研究现状,对模糊控制进一步的研究工作进行展望。
张宪霞[5]2008年在《空间分布动态系统的3-D模糊控制设计与分析》文中研究指明工业生产过程中的多数系统都具有空间分布特性,但实际应用过程中通常忽略系统的空间分布特性,采用发展较为成熟、实现较为简单的集总参数控制理论去解决存在的控制问题。然而,随着现代工业的发展,人们对生产过程提出了越来越严格的要求,除了考虑生产安全外,还要满足日益增长的环保、产品质量、能耗等要求。传统集总参数控制方法已不能满足实际控制要求,研究空间分布系统控制理论已成为现代控制理论的热点之一。经典分布参数系统控制方法是过去几十年中针对空间分布系统发展起来的方法,其不但需要系统的精确数学模型,并且需要设计人员掌握大量的、复杂的涉及到分布参数系统理论的数学知识,这为其在工程实践中的应用带来困难。模糊控制由于具有两个优点(设计控制器不需要被控系统的数学模型以及可以通过实际经验而非复杂数学推导获得令人满意的控制器),在现实生活中得到广泛应用。然而传统模糊集固有的二维信息特征,使得传统模糊控制器并不能有效地解决空间分布系统的控制问题。空间分布系统模糊控制仍然是个有待解决的问题。为此,本论文基于空间分布系统的空间分布特性,从模糊集及模糊控制策略着手对空间分布系统的模糊控制问题进行了研究。主要工作包括以下几个方面:针对传统二维模糊集不能表征空间信息的特点,提出了具有叁维信息(分别用于基本变量的论域、隶属度及空间信息)的空间模糊集,使其具有表征空间信息的能力。介绍了空间模糊集运算法则,并且给出了由空间模糊集延伸出的两个概念:空间输入变量与空间模糊化。根据系统的空间分布特点,提出了基于空间模糊集的模糊控制策略,使得控制器能够模拟人类操作员知识或者专家经验从整个空间角度去控制一个空间分布的场。作为基于空间模糊集的模糊控制策略的初步尝试,设计了区间值模糊控制器,仿真例子表明了该控制器的有效性。针对单控制源空间分布系统,提出了一种新型模糊控制器-3-D模糊控制器。它是在基于空间模糊集的模糊控制思想指导下设计而成的自成体系的模糊控制器。它具有与传统模糊控制器相似的结构,由空间模糊化、空间模糊规则推理及去模糊化构成,但却有着其独特的特点:①它可将来自空间域上的多个传感器输入作为空间分布输入,然后采用空间模糊集构造空间信息;②它具有能够处理空间信息的模糊规则推理机制;③规则数目不会随着测量传感器的数目增加而增加。由于3-D模糊控制器结构简单,空间模糊集与3-D推理均物理意义明确,计算并不复杂,使得对其作进一步研究分析成为可能。仿真例子表明了该控制器的有效性。推导了两项输入3-D模糊控制器的数学解析模型,并且对其作了结构分析。利用传统模糊控制器所使用的一种图形化解析法(规则库平面分解的方法),推导并得到3-D模糊控制器的数学解析模型。从数学解析的角度揭示了3-D模糊控制器在空间上具有全局滑模变结构特点以及与传统模糊控制器存在着一个空间等价关系,并且根据这个空间等价关系,揭示了3-D模糊控制本身固有的一些属性。在3-D模糊控制器数学解析模型的基础上,研究了3-D模糊控制系统的稳定性问题。利用3-D模糊控制器在空间域上的全局滑模变结构特性,研究了3-D模糊控制系统的Lyapunov稳定性,给出了全局稳定性条件以及据此设计控制器参数的方法。利用3-D模糊控制与传统模糊控制的空间等价关系以及离散时间系统的某些特点,研究了离散时间3-D模糊逻辑控制系统的BIBO稳定性,给出了全局BIBO稳定性条件以及据此设计控制器参数的方法。两个例子的仿真研究分别验证了依据不同稳定性条件所设计的控制器参数的有效性。针对空间分布更为复杂的多控制源空间分布系统,提出了基于分解协调的3-D模糊控制策略,使得3-D模糊控制能够处理一般的空间分布系统的控制问题。基于分解协调的3-D模糊控制采用了分层结构。首先处于底层的分解模块利用系统的局部影响特性,将空间域分解成多个子区域,进而将复杂多控制源空间分布系统分解成多个相对简单的单控制源空间分布子系统。在中间层,每个子系统均采用3-D模糊控制器。在顶层,针对子系统之间不可忽略的较强耦合,协调模块对空间邻近子系统之间进行局部协调,形成了协调式3-D模糊控制。将基于分解协调的3-D模糊控制应用于RTCVD系统,仿真结果表明了该控制方法的有效性。
陈珺[6]2009年在《基于T-S模型的非线性系统模糊控制器设计及应用》文中研究说明随着科学技术的迅猛发展,传统控制理论已很难解决复杂非线性系统的建模、分析和设计问题。而模糊控制技术由于具有控制器设计简单、适用于许多非线性系统以及鲁棒性强等特点,自上世纪80年代以来,在控制理论和工程实践方面获得了很大的进展。但是由于模糊控制系统本质上的非线性,使得其稳定性分析与性能设计尚缺乏严格的理论基础,因此难以形成系统化的综合方法。1985年,日本学者Takagi和Sugeno提出的Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型,给模糊控制理论研究及应用带来了深远的影响,使模糊控制系统的稳定性分析上升到一个新的理论高度。特别是近年来与并行分布补偿(PDC)算法以及线性矩阵不等式(LMI)技术的结合,使其成为非线性系统稳定性分析和控制器设计的一种有效处理方法。本文的研究以非线性系统为主,同时考虑不确定性、时滞、随机跳变等因素的影响。基于Lyapunov稳定性理论,采用并行分布补偿算法,研究了一类非线性系统的模糊控制问题,内容涉及滤波器设计、保性能控制、区域极点配置、非脆弱控制、约束控制、鲁棒性能分析以及鲁棒镇定等方面。所得结果均可统一到一组线性矩阵不等式的处理框架中,由于内点算法的提出,使得求解十分方便。本文的主要工作包括以下几个方面:(1)在外部干扰和测量噪声统计特性未知的情况下,为连续非线性系统提供一种新的H_∞滤波器设计方法。首先利用T-S模糊模型对该系统进行建模,然后通过引入一个附加矩阵,解除Lyapunov矩阵和系统矩阵的耦合关系,获得具有较小保守性的结果。最后通过仿真验证方法的可行性。(2)从两方面改进了一类不确定非线性系统的模糊保性能控制器设计方法。第一部分利用分段光滑Lyapunov函数的思想,导出保证系统鲁棒稳定的保性能控制律的存在条件。所得结果避免了寻找公共Lyapunov矩阵解的困难,具有较小的保守性。第二部分基于扩展稳定性条件和等价投影定理,并结合系统响应速度的考虑,给出系统以衰减率α鲁棒渐近稳定的充分条件及具有衰减率α的保性能控制律设计方法。(3)针对一类具有范数有界时变参数不确定性的非线性系统,采用T-S模糊控制方法并结合闭环系统动态性能的考虑,分别给出了连续情形和离散情形下,系统具有圆盘极点约束的鲁棒保性能控制问题。结果表明,所设计的控制器不仅使系统具有良好的稳态性能,同时也获得了满意的过渡过程特性。(4)讨论了非线性时滞系统的鲁棒性能分析和综合问题。首先,在放宽稳定性条件的基础上,研究一类同时具有状态时滞和控制时滞的不确定离散非线性系统的鲁棒H_∞保性能控制问题。其次,考虑在控制器存在可加性摄动时,离散非线性时滞系统的非脆弱LQ /H_∞控制器设计方法。所设计的控制器不仅能够保证闭环模糊系统的时滞依赖稳定性,而且还能使系统达到一定的H_∞干扰抑制水平。最后,通过构造一个适当的模糊Lyapunov函数,并结合自由权矩阵的方法,给出一种新的时滞依赖稳定性判据。该判据充分考虑了时滞上下界的信息,并且取消了对时滞导数小于1的限制,比以往结果具有更低的保守性。(5)从约束控制、H_∞控制、鲁棒控制等几方面入手,采用T-S模糊模型,对非线性Markov跳变系统的稳定性分析和控制器设计作了初步的探讨。基于随机Lyapunov稳定性理论,并采用状态反馈形式,给出跳变系统相应的模糊控制器设计方法。与一般的状态反馈控制器相比,这里设计的控制器增益都是依赖于Markov跳变模态的。最后对全文进行概括总结,并指出了有待进一步研究和完善的问题。
马辉[7]2009年在《先进控制技术的性能分析》文中研究说明先进控制包括自适应控制、预测控制、模糊控制等。它的产生既是理论发展的需要又是为了面对工业实践向控制科学提出的挑战。实践证明,现代控制理论方法在空间科学中的应用是很成功的,但在一般的民用工业中的应用就不容乐观了,其原因主要是建模困难和民用工业生产装置的不确定性,导致的模型与生产装置的失配。先进控制方法大多数都要求有相应的数学模型,而建立相应的可用的数学模型却并不容易。从控制工程和实际应用的角度来看,研究出一类兼有现代控制理论与经典PID的优点,不依赖被控对象的数学模型,保证系统闭环稳定性,控制效果良好,算法简单的新型控制理论和算法,是当前自动控制理论研究的一个重要课题。这篇论文主要完成的就是通过对先进控制技术中有应用可能的自适应控制、预测控制、模糊控制进行性能分析,并通过把自适应控制与基本的PID控制进行仿真比较的方法,分析先进控制技术应用不成功的原因,进而找出打破这一困境的新方法。
李旭[8]2004年在《圆弧滑动边坡稳定性分析神经网络方法和自适应神经模糊推理方法的比较研究》文中研究表明本文就圆弧滑动边坡稳定性分析神经网络方法和自适应神经模糊推理方法及其应用开展了如下研究: (1) 对自适应神经模糊推理系统和人工神经网络的拟合能力和推广预测能力,采用一多峰函数进行了比较研究,研究结果表明,自适应神经模糊推理系统具有收敛速度快、拟合能力和推广预测能力强、稳定性能好等特点,因此更适合于进行边坡稳定性分析。 (2) 应用神经网络和自适应神经模糊推理系统的原理,建立了圆弧滑动边坡稳定性分析的神经网络和自适应神经模糊推理仿真网络模型,并应用所建立的边坡稳定性分析方法,对边坡安全系数和稳定状态进行了预测。研究结果说明,后者收敛速度快、解的稳定性好、预测精度高,完全能满足工程应用要求。 (3) 将自适应神经模糊推理方法,应用于衡枣高速公路黄土地区盘古祠高边坡(K39+580—K39+920段)安全系数和稳定状态的计算,并对该段边坡的稳定性进行了预测,研究结果与工程实际情况相符,从而证明了这种边坡稳定性分析方法的适用性和可靠性,同时还对治理设计中的加固方案进行评价分析。
李梅[9]2003年在《基于案例推理的边坡稳定性评估系统研究》文中指出稳定性评估问题是边坡工程研究的根本问题，但边坡工程的复杂性、模糊性、不完全性和不确定性给边坡稳定性评估带来了极大的困难。目前边坡稳定性评估方法多种多样，传统的理论方法有许多假设和限制，给稳定性评估方法的应用带来了许多不便和限制，因此需要引入新的方法。基于案例推理的方法(CBR)已在许多领域获得成功而广泛的应用，它通过回忆已有边坡实例来获得蕴涵在各参数中的知识和经验，这与很大程度上依赖于工程实践的边坡工程有相似之处。知识和经验的传统规则表示很困难，但CBR通过回忆避开了知识规则表示的瓶颈，因此，本文将CBR技术引入边坡稳定性评估中，具有可行性和重要的意义。 首先，本文论述了边坡稳定性评估方法的研究现状和发展趋势，介绍了边坡稳定性评估各方法及其特点。同时，论述了CBR的研究现状、历史和工作原理，介绍了案例表示、组织和检索方法。接着，研究了边坡失稳模式，边坡稳定的主要影响因素，各影响因素的权重计算方法和新的数据归一化方法。第叁，构建了基于案例推理的边坡稳定性评估系统，提出了系统的设计思想和流程、构建了系统的框架，介绍了各组成模块及其功能；提出了边坡案例的表示方法，利用基本表的方式，一条记录就是一个边坡案例；利用关系数据库，建立了边坡案例库，并利用数据库管理系统(DBMS)对案例库进行管理和维护，还提出了案例的调整和学习方法。第四，重点详细地研究了几种案例检索方法和相似度计算方法。案例检索的作法有两种，一种是直接计算相似度，一种是先缩小待评边坡案例的检索空间，在缩小了的检索空间内再进行相似度计算，最后对相似度进行排序从而找出最相似源案例。传统的相似度计算方法如欧式距离缺乏灵活性，本文引入了类比分析方法、灰色关联分析方法、BP神经网络方法、模糊神经网络方法，这几种理论本身比较适用于象边坡工程这样具有很多复杂和不确定因素的领域。本文对各种理论方法进行了简介并结合边坡工程领域特点，建立了相应的边坡案例检索方法，并进行了实例应用，各种方法的效果略有不同，但总的来说，效果不错，用户可以根据待评边坡的实际情况对几种检索方法的结果加以选择比较，综合判断，从而指导工程实践。 将CBR技术引入边坡稳定性评估中，构建基于案例推理的边坡稳定性评估系统，无疑为边坡稳定性评估提供了一条新途径。
白涛[10]2005年在《网络化控制系统性能分析与调度优化》文中认为控制系统复杂化、网络化是工业控制系统发展的必然结果,是为适应企业对其生产过程提出的更高要求而产生的集检测、控制、优化、调度、管理和决策等功能于一身的高柔性、高效率、高质量的综合自动化系统。将通信网络引入控制系统,连接智能现场设备和自动化系统,实现了现场设备控制的分布化和网络化,同时也加强了现场控制和上层管理的联系,从而改善了生产过程的安全性、可靠性、效率和消耗等性能。网络的引入,改变了控制系统信息的传递方式,也改变了控制系统的动态性能。同时,在新结构下,为保证控制的实时性、安全性、可靠性等,控制系统对网络的运行性能也提出了相应的要求。本文就工业系统的网络化控制系统构造;既定网络体系结构下,网络化控制系统的控制算法设计;网络性能的提高和优化等内容进行了研究,其主要工作包括:1.从工业系统对其控制系统要求的角度出发,第一章分析了控制结构与其网络体系结构间的关系及控制对网络运行性能的要求。进而针对工业控制网络中存在的几种典型网络,从满足控制系统实时性、可靠性、安全性等要求方面对其通信协议及其实现方式进行了系统地分析。2.在给定网络和控制系统工作模式下,第二章建立了网络化控制系统的一类统一的采样系统控制模型,通过本文提出的一种新的系统分析和综合方法,分别对工业过程中普遍存在的两类被控对象(线性系统模型和广义系统模型)的网络化控制系统的稳定性进行了研究,得到保守性较小的时延依赖的系统稳定性条件。3.在系统稳定性研究的基础上,第二章还研究了给定最大网络时延条件下控制器的设计问题,建立了网络化线性系统和网络化广义系统的镇定控制器的设计算法。4.为确保控制系统的实时性、可靠性,从提高网络服务性能的角度,第叁章到第五章研究了网络调度问题。?在考虑控制系统性能、网络特性、网络带宽资源约束和数据传输实时性要求等多种因素情况下从保证控制系统性能、优化带宽资源占用、公平服务等角度研究了考虑调度抖动的网络化控制系统的带宽优化问题。以Token型和CAN型网络为例分别提出了相应的带宽调度策略,并对所提调度策略下网络的稳定性和调度的可靠性进行了分析。?针对确定性竞争网络—CAN网,提出了一种新的基于模糊逻辑的分布式、动态优先级闭环调度策略,从而在网络服务质量、带宽资源利用率和网络服务范围之间寻求一种折衷。?为适应网络化控制系统中网络负荷的波动及数据服务需求的变动,研究了基于Nash均衡和Pareto优化的柔性调度策略及其参数优化方法,从而提高了调度策略的适应性,实现了灵活、高效的网络服务。
参考文献：
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