智能控制系统计算机辅助设计

1、2021-12-261高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-262高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-263高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-264高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 自校正调节器自校正调节器2021-12-265高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 模型参考自适应系统模型参考自适应系统2021-12-266高等应用数学问题的 MA

2、TLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院假设假设 2 阶连续线性系统的数学模型为阶连续线性系统的数学模型为 模型参考自适应系统的框图模型参考自适应系统的框图2021-12-267高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院建立模型参考自适应系统的建立模型参考自适应系统的 Simulink 模型模型2021-12-268高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院将对象模型的一阶环节模型由原来的将对象模型的一阶环节模型由原来的 改写成改写成 ， 系统参数选择系统参数选择控制器参数控制器参数 ， 取取 输入信号为方波信号且

3、其幅值为输入信号为方波信号且其幅值为 10 , 频率为频率为 1 ，并将仿真，并将仿真范围设置为范围设置为 015 秒，进一步调整系统模型的参数秒，进一步调整系统模型的参数 ，使，使之在之在 0.02 , 0.1 , 1 , 2 , 5 , 10 的范围内变化，进行仿真的范围内变化，进行仿真 :2021-12-269高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院当当时时2021-12-2610高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 Diophantine 方程及其求解方程及其求解Diophantine 方程方程2021-12-

4、2611高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院该方程的矩阵形式该方程的矩阵形式2021-12-2612高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院用用 MATLAB 语言编写的求解通用函数语言编写的求解通用函数2021-12-2613高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院试求解该方程。试求解该方程。2021-12-2614高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院其中其中 使得预测误差的方差使得预测误差的方差 为最为最小的提前小的提前 d 步预测信号满足

5、下面的方程步预测信号满足下面的方程 假设在第假设在第 t 时刻所有可以测出的输入输出数据为时刻所有可以测出的输入输出数据为 则由这些数据对则由这些数据对 t+d 时时刻的输出进行预测，称提前刻的输出进行预测，称提前 d 步预测，记步预测，记 2021-12-2615高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2616高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 提前两步预报的仿真模型提前两步预报的仿真模型 设信号发生器给出的是幅值为设信号发生器给出的是幅值为 4 的方波信号，采的方波信号，采样周期样周期 T=0.0

6、1 秒，随机白噪声均值为秒，随机白噪声均值为 0，方差为，方差为 12021-12-2617高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院最小方差控制律为最小方差控制律为若若 ，则最小方差控制问题退化成最小方差则最小方差控制问题退化成最小方差的调节问题，调节器的自适应律可以简化成的调节问题，调节器的自适应律可以简化成 该控制律适用于最小相位系统的自校正调节该控制律适用于最小相位系统的自校正调节2021-12-2618高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院自适应控制律自适应控制律其中其中2021-12-2619高等应用数学问题的

7、 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 ，遗忘因子选择，遗忘因子选择为为 ，设定值选择为设定值选择为 ，对自校正系统对自校正系统进行仿真。进行仿真。2021-12-2620高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院广义预测控制广义预测控制 (general predictive control，GPC)广义预测控制研究的受控对象模型为广义预测控制研究的受控对象模型为广义预测控制的性能指标为广义预测控制的性能指标为2021-12-2621高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院用广义预测控制的方式进行控制。

8、用广义预测控制的方式进行控制。2021-12-2622高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2623高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 构建模糊推理系统的数据结构构建模糊推理系统的数据结构 添加系统的输入和输出变量添加系统的输入和输出变量2021-12-2624高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 把新生成的规则矩阵把新生成的规则矩阵 R ，补加到模糊推理系统补加到模糊推理系统 f i s 原有规则后原有规则后 模糊推理问题求解模糊推理问题求解 解模糊化解模糊

9、化2021-12-2625高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 模糊模糊 PD 控制器控制框图控制器控制框图2021-12-2626高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 8 段模糊子集示意图段模糊子集示意图 PD 控制器模糊逻辑控制器模糊逻辑2021-12-2627高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2628高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2629高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言

10、与应用东北大学信息学院2021-12-2630高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院模糊逻辑整定模糊逻辑整定 PID 控制器的表达式为控制器的表达式为其中，其中， 为校正速度量为校正速度量2021-12-2631高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院计算控制量计算控制量2021-12-2632高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 模糊模糊 PID 控制器控制框图控制器控制框图 模糊模糊 PID 控制器结构控制器结构2021-12-2633高等应用数学问题的 MATLAB 求解MA

11、TLAB语言与应用东北大学信息学院对系统进行仿真对系统进行仿真2021-12-2634高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2635高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 神经元的基本结构神经元的基本结构2021-12-2636高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 神经元的基本结构神经元的基本结构2021-12-2637高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 基于单个神经元的基于单个神经元的 PID PID 控制器框图控制器框

12、图2021-12-2638高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院, ,归一化权值归一化权值微积分模块计算量：微积分模块计算量：三个权值的更新规则三个权值的更新规则：控制率为控制率为2021-12-2639高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 基于单个神经元的基于单个神经元的 PID PID 控制器模块框图控制器模块框图2021-12-2640高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2641高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院

13、BP BP 网网 PID PID 控制器仿真结构控制器仿真结构2021-12-2642高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院采样周期采样周期 T = 0.001 T = 0.001 秒秒 非线性受控对象非线性受控对象2021-12-2643高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 系统仿真框图系统仿真框图2021-12-2644高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 径向基函数径向基函数 PID PID 控制器仿真结构控制器仿真结构2021-12-2645高等应用数学问题的 MATL

14、AB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 非线性受控对象非线性受控对象2021-12-2646高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 系统仿真框图系统仿真框图2021-12-2647高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2648高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院简单遗传算法的一般步骤为：简单遗传算法的一般步骤为： 选择选择 N N 个个体构成初始种群个个体构成初始种群 ，并求出种群内各并求出种群内各个个体的函数值。染色体可以用二进制数组表示，也个个体的函

15、数值。染色体可以用二进制数组表示，也可以用实数数组来表示，种群可以由随机数生成函数可以用实数数组来表示，种群可以由随机数生成函数建立。其实使用遗传算法求解函数建立。其实使用遗传算法求解函数 gaopt( ) gaopt( ) ，则会则会自动生成所需的初始种群自动生成所需的初始种群 。 设置代数为设置代数为 i=1 i=1 ，即设置其为第即设置其为第 1 1 代。代。2021-12-2649高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院 计算选择函数的值，所谓选择即通过概率的形式从种计算选择函数的值，所谓选择即通过概率的形式从种群中选择若干个体的方式。遗传算法最优化

16、工具箱提供群中选择若干个体的方式。遗传算法最优化工具箱提供了了 3 3 个选择函数，其中个选择函数，其中 roulette( )roulette( )实现了轮盘选择算实现了轮盘选择算法，法，normGeomSelect( )normGeomSelect( )函数实现了归一化几何选择方法，函数实现了归一化几何选择方法，tournSelect( )tournSelect( )实现了锦标赛形式的选择方式，实现了锦标赛形式的选择方式，normGeomSelect( )normGeomSelect( )函数为默认选择函数。函数为默认选择函数。 通过染色体个体基因的复制、交叉、变异等创造新的通过染色体个体

17、基因的复制、交叉、变异等创造新的个体，构成新的种群个体，构成新的种群 ，其中复制、交叉和变异都有其中复制、交叉和变异都有相应的相应的 MATLAB MATLAB 函数，函数，gaopt( ) gaopt( ) 函数选择其中默认的方函数选择其中默认的方法进行这样的处理，构成新的种群。法进行这样的处理，构成新的种群。 i=i+1 i=i+1 ，若终止条件不满足，则转移到步骤继续进若终止条件不满足，则转移到步骤继续进化处理。化处理。2021-12-2650高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2651高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATL

18、AB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2652高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2653高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院编写一个描述目标函数的文件：编写一个描述目标函数的文件：2021-12-2654高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院用用 MATLAB MATLAB 函数描述目标函数函数描述目标函数2021-12-2655高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2656高等应用数学问题的 MATLAB 求解MATLAB语言与应用东北大学信息学院2021-12-2657高等应用数学问题的 MATLAB 求解MA