吉林大学韩光红获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种基于改进推理控制器的大滞后系统控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114609988B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2023-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210399129.9,技术领域涉及:G05B19/418;该发明授权一种基于改进推理控制器的大滞后系统控制方法是由韩光红;翟颖仙;于洋;李亚楠;刘超然设计研发完成,并于2022-04-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于改进推理控制器的大滞后系统控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开的涉及控制工程技术领域,特别涉及一种基于改进推理控制器的大滞后系统控制方法,将被控系统的传递函数近似为惯性加滞后结构,通过系统辨识得到被控系统的近似传递函数,将近似的传递函数作为被控对象模型;推理控制器的数学模型设定为带有滤波器的一阶惯性环节串联最小相位特征传递函数的稳定部分的倒数结构;通过误差反馈变步长天牛须寻优算法优化推理控制器的滤波时间常数,提高控制系统的快速性和鲁棒性,从而实现对数学模型不精确,且具有大滞后特性的系统进行精准控制。本发明可提高具有大滞后特性系统的控制精度,增强控制系统的鲁棒性,对类似控制系统节能提效具有极大的意义。
本发明授权一种基于改进推理控制器的大滞后系统控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于改进推理控制器的大滞后系统控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、根据被控系统具有大滞后特性和无精确模型特点,设定被控系统数学模型的结构;步骤2、利用最小二乘法辨识出近似的线性数学模型的参数,得到控制系统的近似传递函数;步骤3、将近似的传递函数作为推理控制器的控制对象;步骤4、推理控制器的滤波器时间常数直接影响控制系统的响应速度、稳定性及抗干扰能力,通过误差反馈变步长天牛须寻优算法为推理控制器选择实际工况下最优的一阶惯性环节的滤波时间常数λ,基于误差反馈变步长天牛须寻优算法优化推理控制器的λ数值,寻优步骤如下:天牛初始位置,朝向的随机向量归一化表示为: 天牛左右须位置表示为: 其中,xr表示天牛右侧须位置,xl表示天牛左侧须位置,xm表示m时刻天牛质心的位置,dm表示m时刻两须的间距;根据适应度函数计算天牛左右须感知的气味强度,探测机制依据下面迭代更新模型:xm=xm-1+μm·b·sign[fxr-fxl]3μm为m时刻的搜索步长,采用误差反馈原理自适应调节步长,在误差较大的情况下采取较大的步长以减小大误差下收敛速度,误差较小的情况下采取小的步长以提高收敛精度,利用误差大小动态调整步长,sign函数的变化趋势符合误差反馈变步长的原理;em=λm-XTmWm4 Wm+1=Wm+2μmemXm6Wm为自适应滤波器在时刻m的权矢量,Xm为时刻m的输入信号矢量,em是误差信号,μ是步长因子;由公式4有限域内不断迭代更新替换为新的全局最优数值λm,直到迭代结束,输出误差最小前提下的全局最优滤波器时间常数λ;步骤5、利用优化得到的滤波时间常数λ改进推理控制器,从而实现对具有大滞后特性的无精确模型系统的精确控制。
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