区间控制方法总结
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两站两区间闭塞实训总结
闭塞系统是用于确保铁路运行安全的一种控制系统。
在铁路线路上,闭塞系统划分为站间闭塞和区间闭塞两种形式。
站间闭塞指的是铁路线路上相邻两个车站之间的闭塞方式,而区间闭塞则是指相邻两个信号机之间的闭塞方式。
在实训中,我们进行了两站两区间闭塞的模拟操作与训练。
这种闭塞方式是为了模拟实际铁路运行中的一种常见情景,即铁路线路上有两个相邻的车站以及它们之间的两个区间。
在两站两区间闭塞中,每个车站都设有进站信号机和出站信号机。
进站信号机用于控制列车进入车站,而出站信号机则用于控制列车离开车站。
每个区间之间也设有信号机,用于控制列车在区间内的运行。
闭塞系统的原理是通过信号机的控制,确保同一时间只有一个列车在闭塞区域内行驶,从而防止列车之间的相撞。
当一列列车进入某个区间或车站时,该区间或车站的信号机会显示红色信号,禁止其他列车进入。
只有当前一列列车完全离开该区间或车站后,信号机才会显示绿色信号,允许下一列列车进入。
在实训中,我们学习了闭塞系统的操作流程和各种信号机的显示意义。
我们需要根据列车的位置和运行情况,准确地操作信号机,保证列车的运行安全。
同时,我们也学习了如何应对突发情况,比如列车故障或道路封闭,需要及时调整信号
机的显示状态,确保列车能够平稳运行。
通过这次实训,我们加深了对闭塞系统的理解,掌握了闭塞系统的操作技巧。
闭塞系统在现代铁路运行中起着至关重要的作用,它能够有效地控制列车的运行,确保乘客和货物的安全运输。
我们将运用所学知识,为未来的铁路运行安全做出贡献。
区间行车组织的基本方法以区间行车组织的基本方法为标题,本文将介绍区间行车的定义、区间行车的必要性、区间行车的基本方法和实施步骤等方面的内容,以期为读者提供参考和帮助。
一、区间行车的定义区间行车,简称区间,是指在铁路运输中,根据列车行驶速度、信号设备、轨道线路等条件,在一定的区间范围内进行行车。
通俗来讲,就是将一段铁路线路分成若干个区间,列车在区间内按照规定速度行驶,以保证行车安全和效率。
二、区间行车的必要性区间行车是现代铁路运输的必要手段之一,它的实施可以提高列车的运行效率和安全性。
因为区间行车可以使列车分段行驶,避免了列车的拥堵和相互干扰,同时也方便了列车的调度和管理,提高了铁路运输的效率。
此外,区间行车还可以减少列车的刹车和启动,降低了能源消耗和环境污染。
三、区间行车的基本方法1. 分段行驶区间行车的基本方法是将一段铁路线路分成若干个区间,列车在区间内按照规定速度行驶。
在分段行驶的过程中,列车需要遵守区间速度限制和信号设备的提示,确保行车安全。
2. 保持列车间距为了保证行车安全,列车间需要保持一定的距离。
列车间距的大小取决于列车行驶速度、铁路线路条件等因素。
在实际操作中,列车间距的大小需要根据实际情况进行调整。
3. 实施调度控制区间行车需要进行调度控制,确保列车按照规定路线和时刻行驶。
调度控制包括列车的出发、到达、停靠、开行等方面的安排和管理。
在调度控制中,需要考虑列车的数量、速度、车辆状态、设备状况等因素。
4. 加强安全管理区间行车需要加强安全管理,确保行车安全。
安全管理包括列车的检修和维护、设备的检查和维护、人员的培训和管理等方面的工作。
只有加强安全管理,才能确保区间行车的安全性和可靠性。
四、区间行车的实施步骤1. 制定区间行车计划制定区间行车计划是区间行车的第一步,需要根据列车运行需求和铁路线路条件,制定合理的区间行车计划。
在制定计划时,需要考虑列车的数量、速度、间隔时间、设备状况等因素。
区间控制方法集总一:设定区间的控制策略(期望是设定值)设定区间控制策略浙江大学杜树新2003年自动化仪表工业废水PH值的智能区间控制浙江大学杜树新2004年仪器仪表学报将设定区间的上限、下限作为控制设定值,采用常规控制方法( 如线性控制方法、非线性控制方法、PID)构成2个设定值控制器,并根据系统输出采用就近原则动态调度该2个设定值控制器, 以确保系统输出在设定区间之内,达到控制要求。
设定值的切换方式是离谁近就切换到谁.1)基本思想:考虑单输入单输出系统,存在反馈误差和干扰等,系统的输入为u,输出为y,期望的输出区间为[a,b],目的是设计控制算法u= h(y, t),采用如下控制策略:为每个设定值控制器的反馈误差;并且每个控制作用h都采用PID控制形式:2)应用例子:浙江横店污水处理厂自动控制系统,PH的设定区间为[6,8],控制量u〉0表示加碱,u<0表示加酸,u=0什么也不加.现构造两个设定值控制器:设定值为6的控制器:ﻫh设定值为8的控制器:所以区间控制策略为:控制器采取就近原则这样就构造出了四个PH时限酸限开阀、酸限关阀、碱限开阀、碱限关阀。
通过设定值控制和设定区间控制的对比我们发现污水区间控制方法在耗药方面要明显优越于常规控制方法且控制精度满足要求二、区间预测控制1、状态反馈区间预测控制算法(期望是设定值).区域预测控制及其在联合站油水分离中的应用大庆石油学院孙玉华邓凡良1998年乙烯精馏塔软仪表与先进控制工程实践罗雄麟左信陈常恒2002年化工自动化及仪表约束控制偏差处理及其在精馏塔预测控制中的应用中石油大学罗雄麟左信陈常恒等2002年化工自动化与仪表该算法的前提是系统模型用状态空间模型表示,表示如下状态反馈的最优控制作用为:为了消除这种震荡现象,选取预测误差区域时,以测量值与给定值的接近程度为依据,与所给定的区间进行比较,得到一种区间预测控制算法为:上述算法的改进的目的是为了避免最优控制作用产生震荡现象。
站场、区间生产作业控制措施1.上线作业人员必须按有关规定穿着明黄色防护服,携带有效的通信联络工具。
工作期间严禁穿拖鞋(机械室内工作除外)、凉鞋(指露出脚指头的款式)、高跟鞋、松糕鞋,严禁穿各类短裤、背心、裙子,按有关规定正确穿戴和使用符合国家或行业安全标准的劳保用品。
2.上道进行施工、检测、修理作业及设备检查时,应实行双人作业,按照相关规定穿着防护服(饰),并应设安全防护员,实行专人防护。
安全(联络)防护员,应当严格执行段《安全(联络)防护员规章管理制度》和《安全(联络)防护员工作标准》,并在《施工、检测、修理作业记录薄》中做好有关记录,不得漏项。
安全(联络)防护员不准兼做其他工作,应当随时预报列车运转情况,及时通知现场信号作业人员,停止作业,及时下道避车。
3. 站场内分片区进行天窗修或日常养护等工作时,应合理安排作业人员,尽量做到人员集中,不过于分散。
每个片区应指定专人进行负责安全防护,坚持做到同去同归。
安全(联络)防护员必须待所有作业人员均回到信号楼或工区后方可结束安全防护工作。
4.信号机械室内必须保持清洁,严禁烟火,并认真做好以下防火工作:①必须备有符合要求的报警和灭火设施,并保持其良好;②电缆进出口应采用防火材料封堵,电力电缆不得与信号电缆同沟敷设;③必须按日常养护周期巡视信号设备,发现温升异常须快速进行处理;④室内不得存放易燃易爆物品;⑤严禁用汽油、酒精等擦拭设备的电气接点。
并不得用易燃油擦洗地面和设备。
5.使用的梯子、马凳应牢固,无破损,摆放平稳,使用时须注意安全,防止摔倒;使用梯子进行高空作业(离地面高于2米)时,禁止上、下同时作业,并设专人进行安全防护。
6.怀南驼峰场使用叉车或其他非机动车辆运输材料、工具、设备过道时,必须指定专人与驼峰楼值班员联系要点,并负责安全防护。
7.穿越隧道必须携带照明工具,无照明工具禁止穿越隧道,在隧道内行走应顺隧道两侧行走,禁止走道心和枕木头;列车通过隧道、桥梁时,应当及时到避车洞(台)避车。
区间信号自动控制是区间信号闭塞、自动控制、远程控制的总称区间:指车站之间或线路所中间的线路闭塞:用新号、或凭证保证列车按照空间间隔制运行的技术方法,称为行车闭塞法,简称闭塞。
闭塞类型:1、半自动闭塞:如:64d 64y 64f2、自动站间闭塞3、自动闭塞三种闭塞制式的不同特点1、半自动闭塞:(1)以出站信号机开放的绿灯作为占用区间的凭证(2)由继电器(17个)构成闭塞电路(3)两站之间的区间不设轨道电路(4)构成简单节约投资,因此使用广泛(5)缺点—区间无轨道电路,丢车时不安全!2、自动站间闭塞:(1)以出站信号机开放的绿灯作为占用区间的凭证(2)区间设有三段轨道电路—甲站JG 乙站JG 中间设一段25HG 相轨道电路(3)发车时,只有三段轨道电路,均空闭标准发车(4)到达时,只有三段轨道电路,均空闭才能制动取消闭塞(5)区间也可不设轨道电路采用机轴方式-既机轴自动站间闭塞3、自动闭塞:(1)不需要办理闭塞手续,只须确认,空闭即可办理区间发车进路(2)区间不再是一个比赛对象,而分为若干个闭塞分区,每个闭塞分区的入口处均设有通过信号机对该闭塞分区进行防护(3)每个闭塞分区均设有轨道电路(有绝缘、无绝缘)通过轨道作用实现自动闭塞,不需认为参与(4)好处,增强区通过能力,下率高,缺点:投资大第一章:半自动闭塞与自动站间闭塞第一节:概念半自动闭塞的基本概念:1)由人工办理闭塞手续2)由人工办理进站→开放出站信号机3)由列车关闭出站信号机,并使闭塞机转入闭塞状态半自动闭塞作用:1)甲→乙发车,区间空闲→站同意→才能开放出站信号机2)行车由甲站出发→闭塞机转入比赛状态3)列车到达乙站:车站值班员确认列车完整到达办理到达复员后,区间才能解除闭塞。
半自动闭塞特点:P4(1)(3)(4)2)采用三个不同极性脉冲构成允许发车信号甲站乙站田正极性脉冲自动回执信号曰同意接车信号KTJ↑田开通继电器半自动闭塞的技术要求:一、保证行车安全方面:①区间空闭②发车站发出请求发车信号1)出站信号机开放条件③收到自动回执信号④收到街车站同意接车信号KTJ↑→接通11线→构成电气集中开放信号条件2)当列车出发进入发车站轨道电路后,两站闭塞机构处于闭塞状态(BSJ↓)3)当列车到达街车站,进入并出清轨道电路区段,机车进路解锁并办理到达复员后,才能使双方的闭塞机复原(BSJ↑)4)闭塞机处于比赛时(BSJ↓)在接车站未办理到达复原或事故复原前,当发生错误,办理及故障时均不能使用闭塞机复原,更不能使发车站闭塞机开通。
区间信号自动控制题库区间信号自动控制是指在道路交通方面,根据车辆通过某一路段的密度和速度等信息,来动态控制交通信号的时长和相位,以提高道路通行效率和交通流量的现代化交通控制方式。
一、区间信号自动控制的基本原理区间信号自动控制的基本原理是根据道路上的车辆流量和速度等数据,通过传感器采集车辆信息并进行实时分析,然后根据交通信号配时模型和控制算法,自动调整信号灯的时长和相位。
具体来说,区间信号自动控制需要以下关键步骤:1. 数据采集:通过车辆传感器获取道路上车辆的数量、速度、车头时距等信息。
2. 数据处理:将采集到的数据进行处理和分析,得到交通流量、车辆间距、车速等指标。
3. 交通信号配时模型:根据交通信号的设计参数和实际道路情况,建立合理的信号配时模型。
4. 控制算法:根据交通信号配时模型,结合实时采集的数据,运用控制算法自动调整信号灯的时长和相位。
5. 信号输出:根据控制算法的结果,控制交通信号灯的变化,确保道路通行效率和交通流量的最优化。
二、区间信号自动控制的优势区间信号自动控制相比传统的固定时间信号控制有以下优势:1. 实时性强:区间信号自动控制能够及时获取道路上车辆信息,并根据实时数据动态调整信号配时,更准确地适应交通状况的变化。
2. 灵活性高:区间信号自动控制可以根据不同时间段和交通需求,灵活调整信号的时长和相位,以满足不同道路的要求,提高道路的通行能力。
3. 能耗低:由于区间信号自动控制是根据实际交通情况进行智能调整,避免了固定时间配时的资源浪费,使能耗大幅降低。
4. 通行效率高:通过准确的交通信息和智能的控制算法,区间信号自动控制能够使道路上的车流量最大化,并有效减少交通拥堵。
5. 适应性强:区间信号自动控制可以自动根据不同道路情况和交通需求进行调整,提供适应性强的交通控制方案。
三、区间信号自动控制的应用现状和前景目前,区间信号自动控制在城市交通中得到了广泛应用,并取得了一定的成效。
许多城市已经采用了区间信号自动控制系统,提高了道路通行能力和交通效率。
◆闭塞:闭塞就是用信号或凭证,保证列车按照前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离(空间间隔制)运行的技术方法。
◆固定闭塞:线路被划分为一固定位置某一长度的闭塞分区,每个分区只能被一列车占用,闭塞分区的长度按最不利条件设计,列车位置的分辨率为一个分区,制动的起点和终点总是某一分区的边界,对列车的控制采用速度码台阶式曲线方式◆准移动闭塞:…同前…制动的起点可以延伸,但终点总是某一分区的边界,对列车控制一般采用一次抛物线目标距离制动◆移动闭塞:线路没有划分为固定闭塞分区,列车间隔为动态并随前一列车的移动而移动,列车位置分辨率为10米左右,该间隔是按后续列车在当前速度下所需制动距离加上安全裕量计算和控制的,一般采用一次抛物线制动方式◆自动闭塞:根据列车运行及有关闭塞分区的状态自动变换通过信号机显示,而司机根据信号行车的方式◆移频自动闭塞:以频率参数作为信息的一种闭塞制式,用低频调制载频,将低频搬移到高端载频,形成振幅不变,频率随低频幅值高低交替变化,变化速率为低频的频率,将该信息通过钢轨传递进行行车方式◆计轴站间闭塞采用微机计轴设备检查区间空闲,随办理发车进路自动办理闭塞,列车凭出站信号机的显示信号进行发车后,出站信号机自动关闭待列车出清后自动解除闭塞◆机车三大件:机车信号无线列调自动停车装置◆主体化机车信号车载系统由主机箱、带电源接线盒、双路接收线圈、显示器上下行开关构成▲叙述UM2000轨道电路的编码规则:采用移频键控FSK的调整方式,27位信息码,最前边6位为循环冗余校验码。
最后三位为预留码位,中间18位为实际使用信息位,其中包括坡度信息4位目标距离信息6位和速度信息8位。
UM2000用27个低频信号0.88+n*0.64 ~17.52Hz和一个反映轨道占用/出清的低频信号25.68Hz、▲UM71:1调谐区长度26m 2 不具备全程断轨检查3死区段长度10-18m 4 载频单一,无冗余方式,传输长度900m,补偿电容每隔100米补偿一个33uf电容,不随频率而变化,发送器电平等级10级,接收器电平73级,电缆模拟网络7.5km。
区间信号自动控制组员:绪论区间信号自动控制:是铁路区间信号、闭塞及区段自动控制、远程控制技术的总称。
区间:两个车站(或线路所)之间的铁路线路。
站区区间:相邻两站之间的区间。
所间区间:车站与线路所之间的区间。
闭塞:用信号或凭证,保证列车按照空间间隔制运行的技术。
闭塞制度分为时间间隔法和空间间隔法。
车站向区间发车条件:必须确认区间无车。
行车闭塞制式经历:电报或电话闭塞→路签或路牌闭塞→半自动闭塞→自动闭塞的发展过程。
半自动闭塞:使用人工来办理闭塞及开放出站信号机,而由出发列车自动关闭出站信号机并实现区间闭塞的一种闭塞方式。
自动闭塞:是根据列车运行及有关闭塞分区状态,自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方法。
半自动闭塞没有区间空闲检查设备,存在不安全因素。
目前我国双线多采用自动闭塞,单线多为半自动闭塞。
我国以前主要运用交流计数电码自动闭塞和极性频率脉冲自动闭塞与移频自动闭塞三种。
上述三者的共同点:可靠性不高,信息量太少,康干扰能力不够强,不能满足列车提速、增加列车密度、增大载重量和电气化的需要。
第一节半自动闭塞概述半自动闭塞:使用人工来办理闭塞及开放出站信号机,而由出发列车自动关闭出站信号机并实现区间闭塞的一种闭塞方式。
继电半自动闭塞是以继电电路的逻辑关系来完成两站间闭塞作用的闭塞方式。
图1-1单线半自动闭塞示意图。
在一个区间的相邻两站设一对半自动闭塞机(BB),并通过两站间的闭塞电话线连接,通过两站半自动闭塞机相互控制,保证一个区间同时只有一对列车运行。
半自动闭塞机能完成以下作用:1、甲站要向乙站发车,必须区间空闲并甲站同意后,才能开放出站信号机。
2、列车从甲站出发后,区间闭塞,两站都不能向该区间发车。
3、列车到达乙站后需要确认列车整列到达,办理到达复原后,区间才能解除闭塞。
第二节64D型继电半自动闭塞单线继电半自动闭塞两站需要传送7种信号:1、请求发车+2、自动回执信号-3、同意接车信号+4、出发通知信号+5、到达复原信号-6、取消复原信号-7、事故复原信号-图1-264D型继电半自动闭塞两站间传送闭塞信号64D型继电半自动闭塞设备由半自动闭塞机、半自动闭塞用的轨道电路、操纵和表示设备以及闭塞电源、闭塞外线等部分组成。
铁路区间自动控制系统维护实训总结
铁路区间自动控制系统维护实训总结
在这次铁路区间自动控制系统维护的实训中,我深入学习了系统的基本原理和操作流程,并通过实际操作提升了维护技能。
以下是我的总结:
1. 系统原理和结构:我学习了铁路区间自动控制系统的基本原理,包括信号灯、继电器等组件的工作原理,实践中也了解了系统的结构和各个部件的功能。
2. 维护流程:在实训中,我熟悉了铁路区间自动控制系统的维护流程。
包括定期检查、故障排除和系统升级等方面,确保系统的正常运行和安全性。
3. 故障排除:通过实际维护操作,我学会了分析和诊断系统故障的方法。
例如,通过观察指示灯和检查连接线路,及时发现并定位故障,并进行相应的维修和更换。
4. 安全措施:在实训中,我严格遵守了安全操作规范。
在维护过程中,我时刻注意着装和注意事项,确保自身的安全,并保证维护过程中没有对系统造成损坏或误操作。
5. 团队合作:在实训中,我与其他同学合作,加强了团队沟通和配合能力。
通过相互协作,我们能够更高效地完成任务,并互相学习和提升。
综上所述,通过这次实训,我不仅学习到了铁路区间自动控制系统的维护知识,还提升了维护技能和团队合作能力。
我相信这些经验和知识对我未来的工作会起到积极的影响。
区间控制方法集总一:设定区间的控制策略(期望是设定值)设定区间控制策略 浙江大学 杜树新 2003年 自动化仪表工业废水PH 值的智能区间控制 浙江大学 杜树新 2004年 仪器仪表学报将设定区间的上限、下限作为控制设定值, 采用常规控制方法( 如线性控制方法、非线性控制方法、PID)构成2个设定值控制器, 并根据系统输出采用就近原则动态调度该2个设定值控制器, 以确保系统输出在设定区间之内, 达到控制要求。
设定值的切换方式是离谁近就切换到谁。
1)基本思想:考虑单输入单输出系统,存在反馈误差和干扰等,系统的输入为u ,输出为y ,期望的输出区间为[a,b],目的是设计控制算法u= h(y, t),采用如下控制策略:为每个设定值控制器的反馈误差;并且每个控制作用h 都采用PID 控制形式:h (e 1,t )=kp 1e 1+ki 1∫e 1dt +kd 1t 0de 1dt h(e 2,t)=kp 2e 2,+ki 2∫e 2,t 0dt +kd 2de 2,dt 2)应用例子:浙江横店污水处理厂自动控制系统,PH 的设定区间为[6,8],控制量u>0表示加碱,u<0表示加酸,u=0什么也不加。
现构造两个设定值控制器:设定值为6的控制器: e 1=6−yh (e 1,t )=kp 1e 1+ki 1∫e 1dt +kd 1t 0de 1dt设定值为8的控制器:e 2=8−yh(e 2,t)=kp 2e 2,+ki 2∫e 2,t 0dt +kd 2de 2,dt 所以区间控制策略为:控制器采取就近原则这样就构造出了四个PH 时限酸限开阀、酸限关阀、碱限开阀、碱限关阀。
通过设定值控制和设定区间控制的对比我们发现污水区间控制方法在耗药方面要明显优越于常规控制方法且控制精度满足要求二、区间预测控制1、状态反馈区间预测控制算法(期望是设定值)。
区域预测控制及其在联合站油水分离中的应用 大庆石油学院 孙玉华 邓凡良 1998年乙烯精馏塔软仪表与先进控制工程实践 罗雄麟 左信 陈常恒 2002年 化工自动化及仪表 约束控制偏差处理及其在精馏塔预测控制中的应用 中石油大学 罗雄麟 左信 陈常恒等 2002年 化工自动化与仪表该算法的前提是系统模型用状态空间模型表示,表示如下X =AX +BU +FV Y =CX状态反馈的最优控制作用为:∆U (k )=S −1[Y S (k )−Y (k )−KX (k )+Ŷ(k )Yi ̂(k )=C i AX (k −p )+∑C i A −1BU(k −i)Pi=1E P =Y S (k )−Y (k )−KX (k )+Ŷ(k) ∆u (k )=S −1E P为了消除这种震荡现象,选取预测误差区域时,以测量值与给定值的接近程度E I =Y j s (k )−Y j (k )={y j s (k )−y j (k ) 输出不在区间内时sign(y j s (k )−y j (k ) )[y j s (k )−y j (k ) a ]n a 输出在区间内时 a 为区间半宽度 为依据,与所给定的区间E z 进行比较,得到一种区间预测控制算法为:∆u (k )=S −1E P 当 E I >E Z∆u (k )=0 当E I ≤E Z上述算法的改进的目的是为了避免最优控制作用产生震荡现象。
状态空间预测控制算法虽然考虑了非线性因素,但没有考虑系统状态信息而且采用近似线性化模型,控制效果不理想。
2、设定值近似的处理方法加权(期望是设定值,目标函数是输出与期望)具有区间控制要求的预测控制算法的研究 浙江大学 周立芳 钱积新 2002年基于软约束方法的区间预测控制 浙江大学 徐祖华 赵均 钱积新 2004年机床与液压多变量约束预测控制在常压塔系统中的应用 浙江大学 周立芳 钱积新 邵之江 2002年 化工自动化及仪表非线性系统区间控制多变量约束迭代预测算法 满红 邵斌 大连理工大学 2012年通过针对设定值的三种取法,设计一种区间预测控制方法,但是不外乎预测模型、反馈校正、滚动优化。
第一,预测模型:对于具有n 输入n 输出的系统有:y m,q (k +j/k)=y 0,q (k +j/k)+∑∑a l qi ∆u i jl=1N i=1(k +j −l)∆u i (k +d )=0 (d ≥M ) i =1,2,⋯nq =1,2,⋯n j =1,2,⋯P其中y m,q (k +j/k)表示第q 个输出在(k+j )时刻的预测值,y 0,q (k +j/k)表示第q 个输出在(k+j )时刻的预测初值。
化成矢量表示为Y M (k +1)=Y 0(k +1)+A∆U(k)第二,反馈校正:Y P (k +1)=Y M (k +1)+HE (k )=Y 0(k +1)+A∆U (k )+HE (k )=Y 0̃(k +1)+A∆U (k ) Y 0̃(k +1)是已知的E (k )=[y 1(k )−y m,1(k ),⋯y n (k )−y m,n (k )]TH =diag (H i ) H i =[ℎi,1 ℎi,2 ⋯ ℎi,P ]T i =1,2,⋯n第三,滚动优化:(怎么体现出区间控制???)min J P =[Y P (k +1)−Y R (k +1)]T Q [Y P (k +1)−Y R (k +1)]+∆U (k )T Q∆U(k)s.t. /∆u i (k +j)/<∆u i,max u i,min< u i (k +j)<u i,maxy min ≤y p (k +j/k)≤y max (如果没有这一项就是设定值的约束预测控制) 上述思想与软约束预测控制是一样的,不同之处在于对性能指标函数的处理上,如果区间控制要求被控变量的当前预测值在设定区间内时,则在性能指标中对应被控变量输出的加权系数为零,即在性能指标中不予考虑对该被控变量的控制要求,否则对应被控变量输出的权系数不为零,选取区间内某点作为期望输出,当求得优化的控制作用∆U(k)之后仅仅将当前时刻的输入u1(k),u2(k),⋯u n(k)施加于被控对象,在下一控制周期重新计算控制作用,这就是滚动优化的在线反复进行。
至于设定值怎么选取的,一般选择区间中点值。
近似设定值的选择方法由图中看比软约束的方法差,控制作用存在震荡现象。
缺点:因为近似设定值控制算法要判断输出是否违反区间要求和近似设定值选取等问题,因此性能差于“软约束处理”方法。
3、单边区间控制的模型预测算法(期望是设定区间,目标函数是输出与期望,引入优化变量)1)一种情况基于区间控制的约束预测控制及约束的影响中石油大学张惜玲罗雄麟王书斌2011年控制工程可实现单边区间控制的模型预测控制算法中石化科学院王锋张启平周涵李风敏2005年计算机与应用化学MPC算法中实现单边区间控制的研究中石油集团肖夏王雪梅2007年应用与实践多约束状态过程的区间预测控制罗雄麟周晓龙王书斌中石油自动化所2012年这种方法的预测模型、反馈校正与方法2是一样的即Y M(k+1)=Y0(k+1)+A∆U(k)Y P(k+1)=Y0̃(k+1)+A∆U(k) Y0̃(k+1)是已知的不同的是在滚动优化的目标函数中引入了两个优化变量α、β(为实现区间控制而引入需要求解的优化变量的估计值),从而达到了通过权重区分输出偏离目标值的方向,对不同的偏离方向取不同的控制强度,实现快速性与稳定性转换,更实现了单边的区间控制滚动优化:Pmin J(k)=∑//y p(k+j/k)−α(k+j/k)//Q1(j)2+//y p(k+j/k) j=1M−1−β(k+j/k)//Q2(j)2+∑//∆u(k+i/k)//R(i)2i=0s.t. u min≤u(k+i)≤u max∆u min≤∆u(k+i)≤∆u maxy min≤y p(k+j/k)≤y maxy min≤α(k+j/k)≤εmaxεmin≤β(k+j/k)≤y max基于区间控制的预测控制器总是能够使被控变量y满足区间约束的条件y ∈[y min ,y max ],并尽可能的使其在给定的期望区间[εmin ,εmax ]内,当输出在[εmin ,εmax ]内时,控制器不产生调节作用,当输出不在期望区间内时,通过调整Q1、Q2的大小来确定对系统实施上边界或是下边界的控制QDMC 。
单边区间控制的缺点α、β的物理意义不明确且计算量比较大,因此不采用这种方法。
2)二种情况16、参考轨迹在线优化的区间预测控制 中国石油大学 罗雄麟 周晓龙 朱丽萍 2013年 控制工程将参考轨迹作为实现区间控制而需进行优化求解的约束变量,并与系统输入、输出变量的约束条件一起构成带有不等式约束条件性能指标的标准二次规划问题,通过二次规划(QP)算法求解获取最优控制率。
预测模型与反馈校正与情况1是一样的,满足输出约束为[y min ,y max ],,而给定的期望区间为[εmin ,εmax ],不同的是在性能指标函数中引入待优化求解的变量是参考轨迹,所以得到性能指标函数为:min J (k )=∑//y R (k +j/k)−y P (k +j/k)//Q(j)2+∑//M−1i=0P j=1∆u(k +i/k)//R(i)2s.t. u min ≤u(k +i)≤u max∆u min ≤∆u(k +i)≤∆u max y min ≤y p (k +j/k)≤y maxεmin ≤y R (k +j/k)≤εmax 将这种方法运用到典型重油分馏塔控制系统中经过仿真得到在期望控制区间内最优区间轨迹自动跟踪被控变量输出,最优区间轨迹与被控变量输出保持一致,使系统运行过程平稳。
将上述1、2最优化过程转换为标准二次线性规划问题(略),把最优控制序列的第一项执行到被控对象中,还可以求出相应的最优变量。
例子:见论文Shell 公司的典型重油分馏塔控制增加仿真时域后可以看出输出都趋于平稳O u t 1O u t 2O u t 3Time (sec)I n1I n 2I n 3Time (sec)O u t1O u t 2O u t 3Time (sec)I n1I n 2I n 3Time (sec)4、基于软约束的区间预测控制算法偏差(期望是设定值或区间轨迹,目标函数是偏差)情况1)区间预测控制算法的研究及稳定性分析中国石油大学商富荣2008年硕士学位论文基于软约束方法的区间预测控制浙江大学徐祖华赵均钱积新2004年机床与液压Qin S J, Badgwell T A.An overview of industrial model predictive control technology [C].5th International Conference on Chemical Process Contr01.Tahoe City.1996.约束控制偏差处理及其在精馏塔预测控制中的应用中石油大学罗雄麟左信陈常恒等2002年化工自动化与仪表区间预测控制算法的基本思想是:对具有区间要求的输出为[y−,y+],其中y+,y−分别为区间的上限与下限,为了消除模型失配、干扰等因素对控制系统的影响,我们采用模型输出与实际系统输出之差进行修正。