文档介绍：天津大学
硕士学位论文
工艺空调系统迭代学习控制算法的研究
姓名:周海霞
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:吴爱国
20090601
中文摘要关键词:开环开闭环迭代学习控制权值白校正纺织厂工艺空调随着纺织工业的发展、纺织产品品质要求的日益提升,给纺织厂的生产环境提出了更高的要求。传统的工艺空调控制方法,不是在很大程度上依赖于被控对象精确的数学模型,就是结构复杂,精度不高,鲁棒性差,响应速度慢,不能满足对温湿度等环境因素的更高的控制品质。为了减小时变等不确定因素造成的不利影响,满足高精度、鲁棒性和快速性要求,更好的改善动态品质,针对纺织厂的生产过程具有重复性的特点,本文提出了工艺空调系统的迭代学习控制算法。本文首先介绍了非线性空调系统的研究的背景和意义和迭代学习控制的发展现状,指出了迭代学习控制对解决非线性问题的优势:即它不依赖控制系统的精确数学模型,能以非常简单的方式处理不确定、强耦合、非线性的复杂系统,达到的完全跟踪性能,结构简单,适用性强,易于实现。进一步分析纺织厂工艺空调系统特征,证明了它是连续的非正则系统。针对工艺空调特点,本文先是采用型开环迭代学习控制算法对系统进行控制,针对开环迭代学习控制算法只利用了系统前次运行的信息,控制效果不够完善的不足,提出了一种新型开闭环迭代学习控制算法。新的算法改用偷奥桑佣嗟睦孟低骋郧的运行信息,达到的更完全跟踪性能;在开环的基础上引入闭环控制,实现了对系统的镇定任务;开闭环的权值根据系统误差变化得到的学习规则进行自校正,使收敛半径更快速趋于零,加快学台,通过大量的仿真实验也证明了新型开闭环迭代学习控制算法具有更快的学习速度,更稳定的系统输出和对不确定扰动的更好的鲁棒性能,达到了对系统快速高精度的控制。因此迭代学习控制算法在工艺空调控制系统中具有很好的应用前景,对迭代学习控制算法的研究也具有理论意义和实用价值。
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学位论文作者签名:周趣霞学位论文作者签名:竞;羟┳秩掌冢年占月午日晖蛟缕签字日期:如。月年日学位论文版权使用授权书独创性声明或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂特授权苤壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。有关保留、使用学位论文的规定。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字日期:导师签名:,
第一章绪论课题研究背景随着纺织工业的发展、纺织产品品质要求的日益提升,给纺织厂的生产环境提出了更高的要求,不仅要提供适宜稳定的空气温度和相对湿度提高生产效率和保证产品质量,而且要保持足够的新鲜空气补入车间以利于操作人员的身体健康。纺织厂是高能耗的企业,而纺织空调用电约占全厂用电的ィィ怯电量较大的一块。纺织空调系统的节能不仅可以降低能源消耗,增加经济效益,而且可以保护环境,减少大气污染【R虼耍苑闹С导涔ひ湛盏飨低车目刂性能提出了更高的要求。目前为止,空调的控制系统几乎仍然采用传统的控制技术,如比例积分微分鹘冢车腜控制,在很大程度上依赖于被控对象精确的数学模型。而空调系统的干扰大、强耦合、非线性、惯性大、时滞长的特点使对其精确建模提高了难度。因此传统控制对于工况变化的适应性差,控制惯性较大,节能效果不理想。控制精度不高,特别是大型空调系统的控制问题传统的控制技术无法解决。随着控制技术的不断发展,针对纺织厂的生产车间的温湿度自动控制是一个多输入多输出、非线性、大滞后、参数强耦合的时变系统,控制技术逐渐地由经典控制向现代控制、人工智能控制方向发展。而在智能控制的发展中,以模仿人类智能学习和实现高度自动化的学习控制技术的发展最为突出。纺织厂的生产过程是重复的、周期的,而生产的每个生产环节都需要在适当的温湿度下进行,这样空调控制系统也可以被看成是~个重复的周期的过程。迭代学习控制系统属于无模型控制系统,最初应用在具有强耦合非线性多变量特性的工业机器人上。它依据对象的可重复动态行为与期望行为的差距来调整决策,利用前一次或前几次操作时测得的误差信息修正控制的输入,使得该重复任务在下一次操作过程中做得更好。也就是说,本次控制可以看成是前几次控制累积下来的控制经验,控制系统经过多次重复与修正就能满足相应的控制要求。迭代学习控制系统