电大毕业论文题目 在写论文之前都会先拟定题目，每个专业的论文都要有符合自己专业的题目。怎样选题？是我们在写论文的首要问题。选题的大致方向是什么？这些都是我们想要了解的。下面学术堂根据多个专业挑选了一些电大毕业论文题目，希望能够帮助大家。 电大毕业论文题目一： 1、北斗应用于高铁CPI控制测量的算法与试验研究 2、拖拉机抗性消声器不同结构单元声学性能研究 3、拖拉机涡轮增压器中混合陶瓷球轴承无损检测设计 4、水田用大功率拖拉机驱动桥壳体设计与分析 5、应用于航空发动机涡轮叶片的热障涂层材料研究 6、基于GPS\BD2组合的车载导航系统性能分析 7、基于最优载荷的受电弓自适应终端滑模控制 8、V/v牵引供电所混合式电能质量控制系统非对称补偿设计 9、基于交通可达性的新兴高铁枢纽城市旅游发展响应研究--以江西省上饶市为例 10、离子液体萃淋树脂及其在稀土分离和纯化中的应用 11、串级萃取理论的发展历程及最新进展 12、中国高铁建设投资对国民经济和环境的短期效应综合评估 13、中国大型高炉生产现状分析及展望 14、高超声速飞行器模型及控制若干问题综述 15、竞争环境下铁路集装箱班列动态定价与开行决策研究 16、基于轨道局部波动的高速铁路轨道平顺状态评估方法 17、中国轨道交通列车运行控制技术及应用 18、基于状态观测器的单相整流系统传感器故障诊断与容错控制方法 19、基于系统动力学的汽车产业技术创新能力影响因素研究 20、经济新常态下我国汽车产业发展能力提升研究 21、一种新型非谐振型软开关交错并联Boost电路 22、响应曲面法优化内配兰炭赤铁矿球团焙烧工艺 23、高速铁路牵引供电系统的状态空间模型 24、拖拉机CAN总线车载智能终端技术研究 25、自动导航拖拉机田间作业路径规划与应用试验 26、基于证据理论的地铁火灾安全评价方法 27、多温区冷藏车气密性能影响参数理论分析与试验 28、液压互联式馈能悬架建模与优化设计 29、基于电磁机械耦合再生制动系统的电动汽车稳定性控制 30、优化电池模型的自适应Sigma卡尔曼荷电状态估算 31、多层次轨道交通网络与多尺度空间协同优化--以上海都市圈为例 32、车辆悬挂系统自抗扰控制器改进及其性能分析 电大毕业论文题目二： 33、汽车零件商运用装配商知识的情境分析 34、酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害 35、面向轨道装备的可视化人因综合仿真分析平台研究
容错控制的研究现状 容错控制研究的是当系统发生故障是的控制问题，因此必须首先明确故障的定义。故障可以定义为：“系统至少一个特性或参数出现较大偏差，超出了可以接受的范围，此时系统性能明显低于正常水平，难以完成系统预期的功能”[28]。而一直以来，对容错控制并没有一个明确的定义。这里给出一个比较容易理解的概念，即所谓容错控制是指当控制系统中的某些部件发生故障时，系统仍能按期望的性能指标或性能指标略有降低（但可接受）的情况下，还能安全地完成控制任务。容错控制的研究，使得提高复杂系统的安全性和可靠性成为可能。容错控制是一门新兴的交叉学科，其理论基础包括统计数学、现代控制理论、信号处理、模式识别、最优化方法、决策论等，与其息息相关的学科有故障检测与诊断、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等。 容错控制方法一般可以分成两大类，即被动容错控制(passive FTC)和主动容错控制(active FTC)。被动容错控制通常利用鲁棒控制技术使得整个闭环系统对某些确定的故障具有不敏感性，其设计不需要故障诊断，也不必进行控制重组，其一般具有固定形式的控制器结构和参数。但常常由于故障并不是经常发生的，其设计难免过于保守，并且其性能也不可能是最优的，而且一旦出现不可预知故障，系统的性能甚至稳定性都可能无法保障[29-31]。但它可以避免在主动容错控制当中由于需要检测诊断故障以及重组控制律造成的时间滞后，而这在时间要求严格的系统控制中是很重要的，因此被动容错控制在故障检测和估计阶段是必须的，它可以保证在系统切换至主动容错控制之前系统的稳定性[29-31]。主动容错控制可以对发生的故障进行主动处理，其利用获知的各种故障信息，在故障发生后重新调整控制器参数，甚至在某些情况下需要改变控制器结构。主动容错控制大多需要故障诊断（FDD）子系统，这正是其优于被动容错控制之处。Patton教授有一著名论断，即“离开了FDD单元，容错控制所能发挥的作用就会非常有限，只能对一些特殊类型的故障起到容错的作用”[20]。 （1）被动容错控制 被动容错控制基本思想就是在不改变控制器和系统结构的条件下，从鲁棒控制思想出发设计控制系统，使其对故障不敏感。其特点是不管故障发生不发生，它都采用不变的控制器保证闭环系统对特定的故障具有鲁棒性。因此被动容错控制不需要故障诊断单元，也就是说不需要任何实时的故障信息。从处理不同类型故障分，被动容错控制有可靠镇定、联立镇定和完整性三种类型。 可靠镇定是针对控制器故障的容错控制。其研究思想始于Siljak 在1980 年[2]提出的使用多个补偿器并行镇定一个被控对象。之后一些学者又对该方法进行了深入研究[32-34]。文[32]针对单个被控对象证明了当采用两个补偿器时，能够可靠镇定的充要条件是被控对象是强可镇定的。但条件若不满足，补偿器就会出现不稳定的极点，闭环系统就不稳定；另一方面，即使条件满足并有解，如何设计这两个补偿器也是极其困难的。文[33]做了进一步研究，给出了两个动态补偿器的参数化设计方法，能够得到可靠镇定问题的解，从而部分解决了上
第26卷 第6期2000年11月自 动 化 学 报A CT A A U T OM A T ICA SI NI CA V o l.26,N o.6N ov.,20001)国家自然科学基金、“八六三”计划与教育部资助项目.收稿日期 1999-03-08 收修改稿日期 1999-10-11 综述 容错控制理论及其应用 1)周东华 (清华大学自动化系 北京 100084) Ding X (Lausitz 大学电气工程系 德国) (E-mail:ZDH @m ail.au.tsin https://www.doczj.com/doc/fb6406452.html,) 摘 要 介绍了经典容错控制的主要研究成果及近年来发展起来的鲁棒容错控制和非线性 系统的故障诊断与容错控制,并给出了容错控制的一些典型应用成果.最后,指出了该领域 亟待解决的一些热点与难点问题. 关键词 动态系统,容错控制,故障诊断,集成,鲁棒性. THEORY AND APPLICATIONS OF FAULT TOLERANT C ONTROL ZHOU Donghua (Dep t .of A utomation ,Tsing hua Univer sity ,Beij in g 100084) DING X (De p t .of E E ,L ausitz Univ .,Ger ma ny ) Abstract A survey of fault tolerant cont rol for dynamic syst ems is present ed .T he main result s in classical fault tolerant cont rol are f irstly int roduced.T hen,empha- sis is put on t he robust fault tolerant control as well as the fault diagnosis and f ault tolerant control of nonlinear systems developed in recent years.Some typical appli- cation result s of fault t olerant cont rol are discussed ,and finally ,some open ques- tions are pointed out . Key words Dynamic syst ems,fault t olerant cont rol,fault diagnosis,int egrat ion, robust ness . 1 引言 现代系统正朝着大规模、复杂化的方向发展,这类系统一旦发生事故就有可能造成
智能控制的发展，应用及展望 周杰 21225062 摘要：智能控制是当今控制学领域研究和发展的热点之一。本文论述了智能控制的发展过程，相比传统控制的优势，在低压电器中的应用，并对其未来发展做了展望。 关键词：发展历史；智能控制；低压电器技术；模糊控制；人工智能；展望 1.智能控制的发展历史 从20世纪60年代起，由于空间技术、计算机技术及人工智能技术的发展，控制界学者在研究自组织、自学习控制的基础上，为了提高控制系统的自学习能力，开始注意将人工智能技术与方法应用于控制系统。 1965年，美国著名控制论专家Zadeh 创立了模糊集合论，为解决复杂系统的控制问题提供了强有力的数学工具；同年，美国著名科学家Feigenbaum着手研制世界上第一个专家系统；就在同年，傅京孙首先提出把人工智能中的直觉推理方法用于学习控制系统。1996年，Mendl进一步在空间飞行器的学习控制系统中应用了人工智能技术，并提出了“人工智能控制”的概念。直到1967年，Leondes和Mendel才首先正式使用“智能控制”一词，并把记忆、目标分解等一些简单的人工智能技术用于学习控制系统、提高了系统处理不确定性问题的能力。 从20世纪70年代开始，傅京孙、Glorios 和Saridis等人从控制论角度进一步总结了人工智能技术与自适应、自组织、自学习控制的关系，正式提出了智能控制就是人工智能技术与控制理论的交叉，并创立了人—机交互式分级递阶智能控制的系统结构。在70年代中后期，以模糊集合论为基础，从模仿人的控制决策思想出发，智能控制在另一个方向—规则控制上也取得了重要的进展。进入80年代以来，由于微机的迅速发展以及人工智能的重要领域—专家系统技术的逐渐成熟，使得智能控制和决策的研究及应用领域逐步扩大，并取得了一批应用成果。80年代后期，神经网络的研究获得了重要进展，为智能控制的研究起到了重要的促进作用。 2.智能控制的分支 目前关于智能控制的研究和应用沿着几个主要的分支发展，主要有专家控制、模糊控制、神经网控制、学习控制、基于知识的控制、复合智能控制、基于进化机制的控制、自适应控制等等。有的已在现代工业生产过程与智能自动化方面投入应用。主要介绍如下：专家控制是由K.J.Astrom将人工智能中的专家系统技术引入到控制系统。组成的一种类型的智能控制。借助专家系统技术，将常规的RLS 控制、最小方差控制等不同方法有机结合起来P 能根据不同的情况分别采取不同的控制策略。 模糊控制自1965年Zadeh 教授创建模糊集理论和1974年英国的Mamdani成功地将模糊控制应用于蒸汽机控制以来，模糊控制得到了很大的发展和广泛的应用。模糊控制是基于模糊推理、模仿人的思维方式、对难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制，成为处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法，构成了智能控制的重要组成部分。 神经网络控制是另一类智能控制的重要形式。神经网络模拟人的大脑神经结构和功能，
目录 目录 摘要......................................................................................................................I ABSTRACT ........................................................................................................... II 目录................................................................................................................... I II 第1章绪论. (1) 1.1课题背景 (1) 1.1.1 课题来源 (1) 1.1.2 课题研究目的和意义 (1) 1.2航天器姿态控制方法研究现状 (2) 1.2.1 早期控制策略 (3) 1.2.2 自适应控制 (3) 1.2.3 变结构控制 (4) 1.2.4 其他控制方法 (4) 1.3航天器姿态容错控制现状分析 (4) 1.3.1 故障分析 (5) 1.3.2 容错控制现状 (6) 1.3.3 控制分配简述 (8) 1.4本文的主要内容及章节安排 (9) 第2章航天器姿态运动模型及预备知识 (11) 2.1引言 (11) 2.2参考坐标系 (11) 2.3航天器姿态运动模型 (12) 2.4控制问题描述 (14) 2.4.1 标称系统控制目标 (14) 2.4.2 含冗余执行器系统控制分配目标 (15) 2.5预备知识 (16) 2.6本章小结 (18) 第3章考虑执行器部分失效的姿态跟踪容错控制 (19) 3.1引言 (19) 3.2执行器部分失效故障观测器 (20) 3.2.1 一阶回归滤波器 (20) - III -
1.孕育阶段：1922年，美国N. 米诺尔斯基提出PID控制方法。1927年，H.S.布莱克提出改善放大器性能的负反馈方法。诞生阶段：1948年，美国人N.纳维的《控制论》一书出版。1954年，中国钱学森的《工程控制论》一书出版。 发展阶段：1971年，美国英特尔公司研制出第一台4位微处理机Intel 4004。1980年以后，自动化科学技术取得重大发展，处于高峰发展阶段。 2.意义：a.自动化科学技术广泛地进入社会，有利于创造更多的就业机会，提高劳动生产率，改善劳动条件，提高人民生活质量和全社会的文化素质。b.自动化科学技术的发展同样地促进其它自然科学、社会科学和人文科学等各学科的发展。 3. 研究内容：1)控制理论2)控制工程3)系统科学与系统工程4)模式识别5)人工智能（机器智能）6)机器人学与机器人技术 4.控制理论的定义：指的是按被控对象运动规律与周围环境特征、通过能动地采集和运用信号施加控制作用、从而使被控对象稳定工作、且具有预定功能和性能的控制方法。 5.被控对象的分类：按被控对象的模型来分：1）有模型系统 a.线性系统 b.非线性系统 c.分布参数系统 d.离散事件动态系统（DEDS) e.复杂系统2)无模型系统 6.线性系统的定义：用函数描述法表达被控对象时，能用线性常微分方程或方程组来描述的系统称为线性系统。 7. 线性系统理论：1）古典控制方法：时域分析法、根轨迹法和*频域法。2）现代控制方法：状态空间理论、多变量频域法和其它几何、代数方法。 8.非线性系统的定义：用函数描述法表达被控对象时，只能用非线性常微分方程或方程组来描述的系统称为非线性系统，或称为本质非线性系统。 9.古典控制方法：1)近似线性化法2)精确线性化法3)相平面分析法4)渐近展开计算法5)谐波平衡法（描述函数法） 现代控制方法1)滑模变结构控制法2)反步设计法3)齐次控制法4)微分平滑法5)*其它各种微分几何方法 10.分布参数系统的定义：可以用偏微分方程、微积分方程或带时滞的方程来描述的一类“无穷维”系统称为分布参数系统。 11. 方法：由于对分布参数系统进行理论分析比较困难，计算量大，通常只能用“有穷维近似”的方法来处理。 12.离散事件动态系统的定义：系统的状态只能由若干离散值来描述、其演化是由一些突发事件来驱动的系统称为离散事件动态系统。驱动系统状态转移的“事件”的发生和持续时间可以是确定的，也可以是随机变量；系统的目标可以是达到一定的状态，也可以是按特定的轨道达到某些数字指标的最佳值。 13.目前已经提出许多数学模型来描述离散事件动态系统的逻辑、时间和随机各层次的特性：排队网络、广义半Markov 过程、Petri 网、有限自动机产生的形式语言、有限递归过程、极大代数下的线性动态系统。这些模型各有优缺点，往往需要采用多模型集成描述法才能较好地兼顾到普适性和可操作性。 14.离散事件动态系统的设计和控制涉及到多层次的问题。 首先是保证其逻辑功能的需求描述、编程实现、校验纠错等逻辑层次的设计和监控问题;其次要考虑时间的实时调度、流率控制及动态性能分析问题;此外还要考虑随机环境下的品质分析、控制和优化问题。 15.复杂系统的定义：所谓复杂系统指的是系统结构具有多层性、子系统模型具有多样性、相互关联具有复杂性、目标具有多重性及信息具有不确定性的系统。 16.a）人机结合、从定性到定量的综合集成法它是钱学森和戴汝为先生提出的。其过程如下图： 从上图“综合集成法的集成过程”可以看到人（创新团队）在发挥着重要作用，人机结合在信息空间综合了网络上的群众智慧。从方法论方面来看，其过程正是从定性到定量在多个层面中反复作用的过程，它是一种当代的科学创造方法论。一些综合集成工程的实践事例已证明它是科学创新的有效手段。 b)平行控制理论与方法 中科院自动化所的王飞跃先生提出了应用于复杂系统的“平行控制理论与方法”，其核心是传统自适应控制思想的自然拓展，其实质是反复利用先进的信息技术和计算方法使原始反馈思路变成不断探索、不断改善的可计算的反馈原理。具体应用时，涉及“平行步骤与培训”、“平行实验与评估”和“平行管理与控制”等3个内容。 17.鲁棒控制要求当被控对象模型结构和参数不精确， 且可能在一定范围内取值时，控制系统均能正常工作。模型参数变化范围大，控制系统能正常工作，则称系统的鲁棒性强，反之则反之。方法：使系统对某些输入的响应最小的H∞优化设计方法。 18.自适应控制要求在被控对象或环境特性飘移变化时，控制系统能自动地跟踪这种变化，并施加调节，使系统保持良好的控制品质。自适应控制是根据误差来改变系统的参数的，这种改变是一种渐变过程。如果被控对象参数不变化，则自适应控制逐渐退化为定常控制 19.。自适应控制主要有模型参考和自校正两种类型，分别如图2.2、图2.3所示。 图2.2 模型参数自适应控制（MRAC）的结构框图 图2.3 自校正自适应控制（ATAC）的结构框图 19.容错控制要求在控制系统中的部件出现故障、失灵时，系统能及时地发现，并加以克服，以维持系统的控制功能和控制性能。这就要求它应具备下列的基本功能：故障检测、故障定位、诊断与评估、系统重构（自组织）。 20.智能控制至今尚无一个统一的定义。从广义讲，智能控制方法是一种更好地模仿人类智能的非传统控制方法。所谓“传统控制方法”，指的是被控对象和环境特征有明确的数字描述、控制目标清晰、可以量化的控制方法,即指上述的有模型系统的控制理论。 按控制算法来分，智能控制方法可分为：1)模糊集控制2)神经网络控制3)粗糙集控制4)可拓控制5)灰色控制6)微粒群控制7)蚁群控制8)遗传控制9)免疫控制10)进化控制 按体系结构来分, 智能控制方法可分为：1)递阶分布式控制2)模糊控制3)神经网络控制4)专家系统控制5)学习控制
1.2容错技术简介 容错控制及其系统组成 容错控制的发展及研究现状 1.2.1容错控制的概念和任务 容错概念最初来源于计算机系统设计领域，是指系统内部环节发生局部故障或失效情况下，计算机系统仍能继续正常运行的一种特性。后来人们逐渐把容错的概念引入到控制系统，这样人们虽然无法保证控制系统每个环节的绝对可靠，但是构成容错控制系统后，可以使系统中的各个故障因素对控制性能的影响被显著削弱，从而间接地提高了控制系统的可靠性。特别是控制系统的重要部件的可靠度未知时，容错技术更是在系统设计阶段保证系统可靠性的必要手段。 容错控制的指导思想是在基于一个控制系统迟早会发生故障的前提下，在设计控制系统初期时就将可能发生的故障对系统的稳定性及静态和动态性能影响考虑在内。最简单的情况，如果传感器或执行器发生故障，在故障后不改变控制律的情况下，如何来维持系统的稳定性就是控制器设计过程中值得注意的问题。在容错控制技术中，这种问题属于完整性控制的范畴。 在某种程度上，容错控制系统是指具有内部冗余（硬件冗余、解析冗余、功能冗余和参数冗余等）能力的控制系统，即在某些部件（执行器、传感器或元部件）发生故障的情况下，闭环系统仍然能保持稳定，并在原定性能指标或性能指标有所降低但可接受的条件下，安全地完成控制任务，并具有较理想的特性。动态系统的容错控制是伴随着基于解析冗余的故障诊断技术的发展而发展起来的。 1.2.2容错控制的现状研究 容错控制系统的基本结构为：传感器、故障检测与诊断子系统、执行器和控制器。其中，故障检测与诊断子系统能够对控制系统进行实时故障监测与辨识等；控制器则根据故障诊断信息作出相应的处理，实施新的容错控制策略，保证系统在故障状态下仍能获得良好的控制效果。在实际控制系统中,各个基本环节都有可能发生故障。 容错控制系统有多种分类方法,如按系统分为线性系统容错控制和非线性系统容错控制，确定性系统容错控制和随机系统容错控制等；按克服故障部件分类为执行器故障容错控制，传感器故障容错控制,控制器故障容错控制和部件故障容错控制等；按控制对象不同分为基于硬件冗余和解析冗余的容错控制分类。一般，为了全面反映容错控制系统的特性，常将上述各种分类方法组合运用。 1.硬件冗余方法 硬件冗余是指对系统的重要部件及易发生故障部件设置各种备份,当系统内某部件发生故障时,对故障部分进行隔离或自动更换,使系统正常工作不受故障元器件的影响，保证系统的容错性能。硬件冗余方法根据备份部件是否参与系统工作可分为静态硬件冗余和动态硬件冗余。 l)静态硬件冗余:并联多个相同的组件,当其中某几个发生故障时并不影响其它组件的正常工作。 2)动态硬件冗余:在系统中不接入备份组件,只有在原组件发生故障后,才把输入和输出端转接到备份组件上来,同时切断故障组件的输入和输出端,即运行模块的失效，备用模块代替运行模块工作。系统应该具有自动发现故障的能力与自动转接设备。 硬件冗余方法可以用于任何硬件环节失效的容错控制,建立起来的控制系统将具有较强
第26卷 第6期 2000年11月自 动 化 学 报A CT A A U T OM A T IC A SIN ICA V o l.26,N o.6N ov.,20001)国家自然科学基金、“八六三”计划与教育部资助项目. 收稿日期 1999-03-08 收修改稿日期 1999-10-11 综述 容错控制理论及其应用 1)周东华 (清华大学自动化系 北京 100084) Ding X (Lausitz 大学电气工程系 德国)(E-mail :ZDH @mail.au.tsingh https://www.doczj.com/doc/fb6406452.html,) 摘 要 介绍了经典容错控制的主要研究成果及近年来发展起来的鲁棒容错控制和非线性 系统的故障诊断与容错控制,并给出了容错控制的一些典型应用成果.最后,指出了该领域 亟待解决的一些热点与难点问题. 关键词 动态系统,容错控制,故障诊断,集成,鲁棒性. THEORY AND APPLICATIONS OF FAULT TOLERANT C ONTROL ZHO U Donghua (Dept .of Auto matio n ,Ts inghua University ,Beijing 100084) DIN G X (Dept .of EE ,Lausitz Un iv .,G erman y ) Abstract A survey of f ault t olerant cont rol f or dynamic systems is presented .The main results i n classical fault tolerant cont rol are first ly int roduced.Then,empha-sis is put on the robust f ault tolerant cont rol as w ell as the fault diag nosi s and fault tolerant cont rol of nonlinear syst ems dev eloped i n recent years.Some typical appli- cation results of faul t tolerant cont rol are discussed ,and finally ,some open ques-tions are point ed out . Key words Dynamic systems,f ault tolerant cont rol,fault diagnosis,i ntegratio n, robust ness . 1 引言 现代系统正朝着大规模、复杂化的方向发展,这类系统一旦发生事故就有可能造成
自适应模糊控制几个基本问题的研究进展 谢振华程江涛耿昌茂 (海军航空工程学院青岛分院航空军械系青岛 266041 ) 周德云 (西北工业大学西安 710072 ) [摘要] 综述了模糊控制系统的稳定性分析、系统设计及系统性能提高三个基本问题的研究 ,简述了应用研究 ,最后对自适应模糊控制的理论和应用进行了展望。 关键词模糊控制自适应控制鲁棒性稳定性 1 引言 自从 L. A. Zadeh提出模糊集合论以来 ,基于该理论形成一门新的模糊系统理论学科 ,在控制、信号处理、模式识别、通信等领域得到了广泛的应用。近年来 ,有关模糊控制理论及应用研究引起了学术界的极大兴趣 ,取得了一系列成功的应用和理论成果 ,与早期的模糊控制理论和应用相比有了很大的发展。模糊控制理论成为智能控制理论的一个重要分支。 一般来讲 ,模糊控制理论研究的核心问题在于如何解决模糊控制中关于稳定性和鲁棒性分析、系统的设计方法 (包括规则的获取和优化、隶属函数的选取等 )、控制系统的性能 (稳态精度、抖动及积分饱和度等 )的提高等问题 ,这己成为模糊控制研究中的几个公认的基本问题。其中 ,稳定性和鲁棒性问题的研究最为热烈 ,从早期基于模糊控制器的“多值继电器”等价模型的描述函数分析法 ,扩展到相平面法、关系矩阵分析法、圆判据、L yapunov稳定性理论、超稳定理论、基于滑模控制器的比较法、模糊穴 -穴映射及数值稳定性分析方法等非线性理论方法。设计方法的研究也倍受关注 ,主要表现在对规则的在线学习和优化、隶属函数参数的优化修正等应用了多种思想 ,如最优控制的二次型性能指标、自适应、神经网络、遗传算法等思想。稳态性能的改善一直是模糊控制学者所关注。 围绕上述几个基本问题 ,出现了多变量模糊控制[1 ,2 ] 、模糊神经网络技术 [3 ] 、神经模糊技术 [4 ] 、自适应模糊控制 [5] 、模糊系统辨识[6 ] 等热点研究领域。在模糊控制理论与应用方面 ,日本学者取得了很大的成就[7] ,我国学者在这方面也付出了不懈的努力 ,并取得了许多重要的成果。所有这些工作促进了模糊控制的理论和应用的快速发展。 本文拟对近几年自适应模糊控制几个基本问题的研究现状作一总结 ,希望能从这一侧面反映其研究情况和发展动向。主要内容包括 :( 1 )稳定性分析问题的研究 ;( 2 )系统设计方法的研究 ;( 3)系统性能提高的研 究 ;( 4 )应用研究情况。 2 稳定性分析 众所周知 ,任何一个自动控制系统 ,首先必须是稳定的 ,否则这个系统就无法工作。因此 ,在控制系统的分析和设计中 ,系统的稳定性研究占有重要的地位 ,模糊控制系统也是如此。由于模糊系统本质上的非线性和缺乏统一的系统描述 ,使得人们难以利用现有的控制理论和分析方法对模糊控制系统进行分析和
容错控制系统培训 2011年8月
3.1 容错控制系统 3.1.1 容错控制概述 容错原是计算机系统设计技术中的一个概念，指当系统在遭受到内部环节的局部故障或失效后，仍然可以继续正常运行的特性。将此概念引入到控制系统中，产生了容错控制的概念。 容错技术是指系统对故障的容忍技术，也就是指处于工作状态的系统中一个或多个关键部分发生故障时，能自动检测与诊断，并能采取相应措施保证系统维持其规定功能或保持其功能在可接受的范围内的技术。如果在执行器、传感器、元部件或分系统发生故障时，闭环控制系统仍然是稳定的，仍具有完成基本功能的能力，并仍然具有较理想的动态特性，就称此闭环控制系统为容错控制系统。 3.1.2 容错控制分类 根据不同的产品和客户需求，容错控制系统分类方式有多种，重点介绍两种： ?按设计分类：被动容错控制、主动容错控制； ?按实现分类：硬件容错、功能容错和软件容错。 3.1.2.1按设计分类的容错控制 1 被动容错控制介绍 被动容错控制是设计适当固定结构的控制器，该控制器除了考虑正常工作状态的参数值以外，还要考虑在故障情况下的参数值。被动容错控制是在故障发生前和发生后使用同样的控制策略，不进行调节。被动容错控制包括：同时镇定，完整性控制，鲁棒性容错控制，即可靠控制等几种类型。 2 主动容错控制介绍 主动容错控制是在故障发生后需要重新调整控制器参数，也可能改变控制器结构。主动容错控制包括：控制器重构，基于自适应控制的主动容错控制，智能容错控制器设计的方法。 3.1.2.2按实现分类的容错控制 1 硬件容错技术 容错控制系统中通常采用的余度技术，主要涉及硬件方面，是指对计算机、传感器和执行机构进行硬件备份，如图3所示。在系统的一个或多个关键部件失效时，通过监控系统检测及监控隔离故障元件，并采用完全相同的备用元件来替代它们以维持系统的性能不变或略有降级(但在允许范
容错控制知识 一知识点 1冗余：多余的重复或啰嗦内容，通常指通过多重备份来增加系统的可靠性。 2冗余设计：通过重复配置某些关键设备或部件，当系统出现故障时，冗余的设备或部件介入工作，承担已损设备或部件的功能，为系统提供服务，减少宕机事件的发生。 3冗余设计常用方法有硬件冗余、软件冗余(主要指解析冗余)、功率冗余。 3.1硬件冗余方法是通过对重要部件和易发生故障的部件提供备份，以提高系统的容错性能。软件冗余方法主要是通过设计控制器来提高整个控制系统的冗余度，从而改善系统的容错性能。硬件冗余方法按冗余级别不同又可分为元件冗余、系统冗余和混合冗余。元件冗余通常是指控制系统中关键部件(如陀螺仪和加速度计等)的冗余。 (l)静态“硬件冗余” 例如设置三个单元执行同一项任务，把它的处理结果，如调节变量相互比较，按多数原则(三中取二)判断和确定结构值。采用这种办法潜伏着这样的可能性: 有两个单元同时出错则确定的结果也出错，不过发生这种现象的概率极小。 (2)动态“硬件冗余” 即在系统运行之初，并不接入所有元件，而是留有备份，当在系统运行过程中某元件出错时，再将候补装置切换上去，由其接替前者的工作。这种方法需要注意的问题是切换的时延过程，最好能保持备份元件与运行元件状态的同步。 3.2软件冗余又可分为解析冗余、功能冗余和参数冗余等，软件冗余是通过估计技术或软件算法来实现控制系统的容错性， 解析冗余技术是利用控制系统不同部件之间的内在联系和功能上的冗余性，当系统的某些部件失效时，用其余完好部件部分甚至全部地承担起故障部件所丧失的作用，以将系统的性能维持在允许的范围之内。 冗余技术在某种程度上能提高DCS 本身的可靠性和数据通信的可靠性, 但对于整个闭环系统来讲,系统中还包含传感器，变送器，和执行器等现场设备，他们往往工作在恶劣的环境下，出现故障的概率也比较高，软硬件冗余一般无能为力，我们要采用容错控制来提升系统稳定性。 4 容错控制指控制系统在传感器，执行器或元部件发生故障时，闭环系统仍
图2智能抽油机节能控制器方案框图 感器模块实时检测电机输出功率的变化,由单片机系统来控制IGBT的关断,控制电机输入端电压的大小,以调整电动机输出功率,减少电动机的铁损和铜损。达到节能降耗的目的。 为克服负功率对I GBT模块的影响并进一步节能,系统设置了负功率处理模块,通过该模块,系统以和电网同样的频率和相位将电动机发出的电能馈送到电网中,进一步降低电机损耗。 由于IGBT是比较昂贵的器件,而且对使用条件要求比较高,必须加以保护。根据抽油机的实际特点,系统设置了过流保护、过压保护、缺相保护和温度保护,从而使系统能够更安全地运行。 智能型抽油机节能控制器具有以下的功能: 1可设置电动机的最大工作电流、空载电流和最高工作温度等参数,根据电动机工作电流的大小判断抽油机的工况。当电动机工作电流超过额定电流和最高工作温度超过额定工作温度时停抽油机工作,从而保护电动机。当抽油机电动机工作电流小于空载电流,认为抽油机空载,可停止抽油机工作,等待原油聚集。根据所设定的停机时间,抽油机停止工作一段时间后,控制系统自动启动抽油机,从而实现抽油机停机节能。 o断电后来电时自动延时启动时间,避免油田抽油机同时启动。 ?软启动功能,减少启动对电网的冲击并节约电能。 ?可根据抽油机运行的载荷工况,自动控制电机输入电压,控制抽油机电动机的输出功率,达到节能目的。 ?独特的负功率处理功能,能有效减小电机发电所带来的影响,提高节能效果。 ?具有数据存储和数据通信功能。通过专用数据回放卡可转储数据进行数据处理分析和绘制抽油机电能图,从而方便油田对抽油机的管理。 3结束语 智能型抽油机节能控制器的开发经过了样机开发和油田试验两个阶段,我们逐渐掌握了游梁式抽油机工作规律和抽油机节能控制器的关键技术,为系统投入运行奠定了基础。 参考文献 1周新生,程汉湘,刘建,等.抽油机的负载特性及提高功率因数措施的研究.北华大学学报(自然科学版),2003(6) 2张继震,马广杰,杨靖.游梁抽油机电机电量测试的特殊性.电机技术,2003(2) 3丁建林,姜建胜,刘瓯,等.抽油机变频调速智能控制技术研究. 石油机械,2003 修改稿收到日期:2004-08-20。 第一作者彭国标,男,1972年生,1995年毕业于国防科技大学精密仪器与检测技术专业,获学士学位,工程师;主要从事载人航天发射场地面系统自动控制、建筑智能化和工业自动化控制。 离散分布控制系统的容错设计 Fault Tolerant Design of Discrete D istributed Control System 王根平 (深圳职业技术学院机电系,深圳518055) 摘要在所考虑的离散分布控制系统中,每个可编程控制器作为一个控制结点,结点之间通过网络进行连接保持通信。容错的设计思路是,增加一个在Galois域进行运算的冗余控制器,从而使系统能够自动侦查系统中的结点(可编程控制器)是否正常工作,并能5自动化仪表6第25卷第9期2004年9月
反应釜研究综述 摘要：随着科技和经济的发展，高分子聚合物在各个领域得到了十分广泛的应用，同时也对聚合物的产品质量和生产过程自动化提出了更高的要求。目前聚合物生产中的聚合反应主要是在间歇式反应釜中进行，约占总聚合装置的90。在生产中影响聚合反应的参数(如温度、压力、流量、速度等)，最重要的是反应器的温度控制，其控制品质直接影响产品质量和产量。 关键词：反应釜高分子聚合物温度 Abstract With the development of science and technology and economics, the molecular polymer is of great use for every field. At the same time, high need for to fulfil higher production quality requirements and automatization of polymerization process. At present, the polymerization of polymer is largely by batch chemical reactor, account for 90%.Of all the parameters(such as temperature, pressure, flux, speed) of to have influence on the polymerization in production run, temperature is the most important parameter, deciding on the quality and output rate. Key wards： dissertation the molecular polymer temperature 引言 反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。 间歇式反应釜是化工生产中重要的设备之一，通常是用于生产低产量、高价值的产品的重要生产方式之一。间歇反应器在操作上具备灵活性。譬如产品的移出、原料的加入，及反应物料在设备内的停留时间等均随意变化，这些都是连续反应所无法比拟的。间歇反应器对于生产价值高的产品风险小，如果一旦某一步骤加工失败，只损失少量的原料或半成品。另外，易于工程放大是间歇反应器的突出优点之一，不需要逐级放大就可迅速将实验成果转化为生产力。反应物料一次性由进料口，按一定配比加入，物料的体积一般为反应器几何容积的1/2^-2/3。然后开动搅拌器，使整个釜内浓度和温度保持均匀。夹套通过加热或冷却载体，控制料液温度使之在指定的范围之内。当反应达到预定的转化率后，将物料放出。并将反应器清洗干净，完成一个生产周期，准备下批物料的生产。这种反应器的生产是分批进行。
《系统辨识与自适应控制》 课程论文 基于Matlab的模糊自适应PID控制器仿真研究
学院：电信学院 专业：控制工程 姓名：王晋 学号：102430111356
基于Matlab的模糊自适应PID控制器仿真研究 王晋 （辽宁科技大学电信学院鞍山） 摘要：传统PID在对象变化时，控制器的参数难以自动调整。将模糊控制与PID控制结合，利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定。使控制器具有较好的自适应性。使用MATLAB对系统进行仿真，结果表明系统的动态性能得到了提高。 关键词:模糊PID控制器；参数自整定；Matlab；自适应 0引言 在工业控制中，PID控制是工业控制中最常用的方法。但是，它具有一定的局限性:当控制对象不同时，控制器的参数难以自动调整以适应外界环境的变化。为了使控制器具有较好的自适应性，实现控制器参数的自动调整，可以采用模糊控制理论的方法[1]模糊控制已成为智能自动化控制研究中最为活跃而富有成果的领域。其中，模糊PID控制技术扮演了十分重要的角色，并目仍将成为未来研究与应用的重点技术之一。到目前为止，现代控制理论在许多控制应用中获得了大量成功的范例。然而在工业过程控制中，PID类型的控制技术仍然占有主导地位。虽然未来的控制技术应用领域会越来越宽广、被控对象可以是越来越复杂，相应的控制技术也会变得越来越精巧，但是以PID为原理的各种控制器将是过程控制中不可或缺的基本控制单元。本文将模糊控制和PID控制结合起来，应用模糊推理的方法实现对PID参数进行在线自整定，实现PID参数的最佳调整，设计出参数模糊自整定PID控制器，并进行了Matlab/Simulink仿真[2]。仿真结果表明，与常规PID控制系统相比，该设计获得了更优的鲁棒性和动、
变频器的故障诊断及容错控制方法 发表时间：2016-08-03T16:28:29.853Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：杜成文 [导读] 随着变频器在工业领域的广泛应用，变频器的安全性和可靠性已经成为评价变频器品质的重要因素。 天津市南港工业区能源有限公司 摘要：随着变频器在工业领域的广泛应用，变频器的安全性和可靠性已经成为评价变频器品质的重要因素。从变频器的开关管、电流传感器和速度传感器3个方面综述了变频器的故障诊断及容错控制方法，并对高故障容限变频器的发展趋势做出了展望。 关键词：变频器故障诊断容错控制 随着现在工业的迅速发展，工业社会日趋朝着复杂电力传动系统的方向发展。一般说来，该系统结构由变频器，感应电机和负载组成。电力传动系统在航天，铁路运输，机器人等诸多领域得到了广泛的应用。相比于以往通过模拟电路构成的电力传动系统，变频器不仅占地小，成本低，而且调速范围更宽，效果更好。 变频器与绝大多数的电力电子设备一样，在外部干扰或者人为误操作的情况下易发生各种故障。在工业生产过程中，变频器故障可能会带来巨大的经济损失，有时甚至造成工作人员的人身伤亡，因此提高系统的可靠性势在必行。 故障诊断技术始于20世纪中期，主要用于检测运行中机械或设备的异常状态，分析异常状态的原因并最终能够预测未来的状态。故障诊断技术提出之后，容错控制也应运而生，设备诊断出故障后，在故障条件下系统完成重新配置，在不停机的情况下继续运行。故障诊断和容错控制都可以大大提高系统的稳定性，现在已经成为研究领域的一个热点问题。 变频器工作时间过长后，IGBT容易发热。虽然在变频器功率板中都含有冷却风扇，但是它的效果随着使用时长的增加而下降，在特定的时间会造成功率器件温度过高，甚至引起IGBT的烧毁而开路。在V/F控制模式或者基于定子磁场定向的矢量控制模式下，IGBT开路故障后，电机还会继续运行，如不及时停机，一方面随着电流增大，电机等系统容易烧毁，另一方面如果运行在生产过程中，容易产出不合格产品，造成巨大的经济损失。有关资料显示，多个开关管同时发生开路故障的情况也不再鲜见，采取有效的诊断策略在线诊断出该种故障显得尤为重要。 1.开关管的故障诊断 在变频器一电动机构成的控制系统中，变频器部分发生故障的几率远高于电动机。而在变频器中，逆变桥IGBT的开路和短路故障又占了相当大的比重。据统计，38％的变频器故障是由变频器的功率开关器件引起，所以变频器逆变桥IGBT故障的诊断方法是高故障容限变频器研究的热点问题。IGBT的故障主要有短路和开路两种。短路故障已有成熟的硬件解决方案，即通过检测IGBT的管压降，可以准确定位故障管。IGBT开路故障也时有发生，一方面是由于过电流烧毁，导致开路；另一方面是由于接线不良、驱动断线等原因导致的驱动信号开路。相对于短路故障而言，开路故障发生后往往电动机还能继续运行，所以不易被发现，但其同样危害较大，因为此时其余IGBT将流过更大的电流，易发生过电流故障，且电动机电流中存在直流电流分量，会引起转矩减小、发热、绝缘损坏等问题，如不及时处理开路故障，会引发更大的事故。 2.电流传感器故障诊断 矢量控制系统中，需要电流信息和速度信息来完成双闭环控制。由于电流冲击、误操作等问题容易导致电流传感器故障而使系统崩溃，所以电流传感器故障诊断和容错控制受到了广大学者的关注。近几十年来，国内外专家学者就传感器故障诊断提出了许多方法，主要可以分成两大类，硬件冗余方法与解析冗余方法。硬件冗余法使用多个完全相同的组件并采用相同的输入信号，利用这些组件的输出进行对比，通过一些特定方法(限制检验、多数表决等)完成诊断决策。这种方法显然增加了设计成本，相比较而言，随着现代控制理论逐渐成熟，解析冗余方法已经成为了故障诊断研究的主流。 3.电流传感器容错控制 变频器电流传感器的容错控制有两种方法。一种方法是当检测到电流传感器故障后，系统切换到另一种控制模式，一般是从依赖于传感器的闭环矢量控制切换到不依赖于传感器的开环控制。另一种方法是用观测器重构出电流信号代替电流传感器信号，从而使闭环矢量控制继续进行。第一种方法简单，但是开环控制性能较闭环矢量控制性能差，较大程度上降低了系统的性能指标；第二种方法需要设计电流观测器，容错控制后的闭环矢量控制性能的好坏取决于电流观测器的性能，所以电流传感器容错控制的研究重点之一就是如何设计出观测准确的电流观测器。归纳总结国内外的文献所提出的电流传感器容错控制方法，其主要思想都是利用算法来估算出丢失的电流信息。 4.基于状态观测器的容错控制方法 基于观测器的电流传感器容错控制方法，就是通过观测器合理设计，观测到相对准确的相电流，当故障发生后，用状态观测器观测的电流信息代替原有传感器信号实现闭环控制。变频器中，一般有两个相电流传感器，所以容错控制应考虑单个相电流传感器的情况。提出了一种电流传感器容错控制方法，同时可以在线辨识转子电阻和定子电阻。该方法根据电动机的状态方程，基于龙贝格观测器理论设计了一种电流观测器。该观测器的输入包括相电压以及单相电流(即可测相电流)，输出包括定子电流与转子磁链。同时，文中假设可测相电流定位在d轴方向、电流误差只存在于a轴电流。通过李雅普诺夫稳定性判据得到了增益矩阵的表达方式。该思想对于研究电流传感器容错控制具有很重要的意义。但由于其忽略了B轴应有的电流误差，使得该控制方式在高速情况下效果不是很理想，甚至有可能发散导致系统发散。 5.基于坐标变换的容错控制方法 坐标变换方法就是利用坐标变换来构造出丢失的相电流信息。文献[60]将可测相电流定义为n轴方向，利用park反变换得到了B轴电流。由于转换需要给定的d轴电流信息，而给定的q轴电流又要通过转速闭环得到，因此该方法的动态性能效果不是很理想。提出了利用坐标变换的方法来实现容错控制。 结束语 随着工业界对变频器的可靠性和安全性的重视程度不断提高以及控制理论突飞猛进的发展，变频器的故障诊断和容错控制技术也逐渐成熟。从成本和适应性方面考虑，故障诊断和容错控制技术已经从基于硬件、信号的诊断发展为基于模型、知识的诊断；从基于冗余的容错发展为基于控制策略、算法的容错。故障诊断和容错控制往往在方法上融为一体，密不可分，其方法必将推广到永磁同步电动机系统、