本文的主要目的是设计一个模型参考自适应控制器(模型参考自适应),瞬态性能有所改善。对标准的直接模型参考自适应修改,称为模糊修正模型参考自适应(FMRAC)。FMRAC使用基于比例控制Mamdani-type模糊逻辑控制器(MFLC)改善直接模型参考自适应的瞬态性能。提出了实数编码遗传算法的应用(RGA)调优的隶属函数参数提出FMRAC脱机,这样的瞬态性能FMRAC进一步提高。在这项研究中,基于遗传算法的模型参考自适应修改(GAMMRAC),一个FMRAC,基于GA FMRAC (GAFMRAC)为耦合槽设置在混合罐设计过程和他们的瞬态性能进行了比较。结果表明,该GAFMRAC给更好的瞬态性能比GAMMRAC或FMRAC。结果表明,该控制器可以获得很好的瞬态控制的非线性过程的性能。
一个b年代tr一个ct>液位控制的工业应用在食品加工、饮料、乳制品、过滤、废水处理、核能发电的植物,制药行业,水净化系统,工业化学处理、锅炉、和自动液体调剂和补充设备(
双重控制,增益调度自调优调控(STR)和模型参考自适应的策略应用于自适应控制
提高瞬态性能的模型参考自适应的研究已有很长一段时间。(提出的修改传统的模型参考自适应
本文提出RGA来调整隶属度函数的FMRAC离线,瞬态和稳态性能进一步提高。结果提出了控制器称为GAFMRAC。GAMMRAC [
模糊逻辑提供了一个简单的方法来设计非线性控制器基于启发式方法(
在实践中最常用的隶属函数是三角形和梯形隶属度函数。
一个三角形的隶属函数的数学表示用<我nline-formula>
FMRAC如图
修改模糊模型参考自适应控制器。
系统与积极的稳态增益,当<我nline-formula>
RGA的设置是用来发现模糊隶属函数的参数最优值的MFLC FMRAC如图的一部分
控制器使用RGA调优。
目标函数是最小化均方误差(MSE)给出
遗传算法的适应度函数最大化
在本节中,一个GAMMRAC [
图
耦合槽的设置。
传递函数的时间常数是按比例缩小的50倍
在本节中,GAMMRAC, FMRAC和GAFMRAC耦合槽的设计系统。两个坦克使耦合槽之间的交互过程缓慢比没有交互耦合槽系统。单坦克水平过程的时间常数时发现大约200秒的初始研究混合罐的过程。因此,没有交互的模型代表一个耦合槽系统最初被选中作为参考模型。其他参考模型也试图表明,该控制器工作即使参考模型和过程模型是非常不同的。首先参考模型的传递函数
GAMMRAC,控制器的输出<我nline-formula>
图
收敛GAMMRAC健身。
一个FMRAC设计如图
MFLC的设计参数。
模糊规则框架是基于以下的讨论。当<我nline-formula>
F米RAC的模糊if - then规则如下。
如果错误是大积极,那么流量是负的高。
如果错误是小正,然后流率是负的媒介。
如果错误是零,那么流量为零。
如果错误是小的负数,那么流量是积极的媒介。
如果错误是大负,则积极的高流量。
RGA用于优化隶属函数参数的FMRAC设计在前面的小节。节中提到的步骤
图
利用RGA MFLC的最优参数。
收敛GAFMRAC健身。
为了执行不同控制器的性能分析,阶跃输入的大小50应用于控制信号<我nline-formula>
比较不同控制器的一步反应。
反应的三个控制器设定点的阶跃变化。
的反应的放大视图三个控制器如图
最短的上升时间671.6秒使该控制器立即适应任何参考电平的变化过程。通常,短的上升时间将导致较大的过度和附带的振荡。然而,该控制器的输出没有超调,MSE的最低价值。它减少了MSE FMRAC相比下降了60.4%。
在阶跃响应分析、过程输入的情况下的所有三个控制器仍远范围内,如图所示
统计分析不同控制器的输出。
流程输入50阶跃输入的命令信号。
为了检查提出了控制器的鲁棒性,不同类型的命令信号和不同的应用参考模型,下面讨论的结果。图
反应的三个正弦指令信号控制器。
响应三个控制器的阶跃输入正弦输入紧随其后。
两个不同的参考模型的参数是非常不同于为了测试使用的过程提出了控制器的鲁棒性。图
反应的三个正弦指令信号,当控制器<我nline-formula>
图
三个控制器的响应一个方波命令信号时<我nline-formula>
分析的结果,它可以表示,拟议中的GAFMRAC给很好的瞬态和稳态性能的任何类型的命令信号。还表明,即使在参考模型参数不同于过程模型参数,提出了控制器给稳定的响应和过程显示改善瞬态和稳态性能相比GAMMRAC和FMRAC的性能。即使植物参数变化由于老化和任何其他外部干扰,因此工艺参数和参考模型参数变得非常不同,这一过程将切实按照参考模型。
年代ec>年代ec>本研究中使用的耦合槽过程是一个非线性的过程。因此,一个自适应控制器模型参考自适应PID控制器相比是首选的研究。耦合槽过程、GAMMRAC FMRAC和GAFMRAC设计及其性能进行了比较。RGA的应用来调整隶属函数参数FMRAC给予更好的瞬态和稳态性能比FMRAC。仿真结果证明该GAFMRAC减少MSE FMRAC和GAMMRAC相比更好。它也表明,该控制器执行等不同类型的命令信号很好一步,正弦信号,广场,后跟一个正弦信号。它也表现很好,即使在非常不同的过程参考模型参数模型参数表明提出的设计的鲁棒性。设计GAFMRAC可以用于其他非线性过程的控制。适应未来的工作目标是适应的价值收益<我nline-formula>
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
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