智能控制作业1

习题与解答 第一章绪论

1-2什么是内反馈？为什么说内反馈是使机械系统纷繁复杂的主要原因？

解：内反馈是指在系统内存在着的各种自然形成的反馈。它主要由系统内部各个元素之间的相互耦合而形成。内反馈反映系统内部各参数之间的内在联系，其存在对系统的动态特性有非常敏锐的影响，而机械系统存在的内反馈情况千差万别、错综复杂，因此使得机械系统纷繁复杂。 1-5什么是外反馈？为什么要进行反馈控制？

解：外反馈是指人们为了达到一定的目的，有意加入的反馈。闭环控制系统的工作是基于系统的实际输出与参考输入间的偏差之上的。在系统存在扰动的情况下，这种偏差就会出现。进行适当的反馈控制正好能检测出这种偏差，并力图减小这种偏差，而最终使得偏差为零。事实上，反馈控制仅仅需为无法预计的扰动而设计，因为对可以预知的扰动，总可以在系统中加已校正。

1-14试说明如图（题1. 14. a)所示液面自动控制系统的工作原理。若将系统的结构改为如图（题1. 14. b）所示，将对系统工作有何影响？

解 图（题1．14．a）所示是一种液面自动控制系统，以保征液面高度不变。水通过阀门控制面进人水箱，当水位不断上升时，通过浮于，经杠杆机构使阀门关小，减少进水流量。当水位下降时，通过浮子

1.一个三阶系统

b0s?b1s?b2s?a1s?a2s?a3322 ，其中a,b的值由自己设定，该系统具有非

线性环节，如下图所示：

依据上述条件设计一个模糊控制器： ①用MATLAB仿真，得出仿真结果， ②并通过改变a、b值对仿真结果的影响；

③改变隶属度函数，从仿真结果图分析隶属度函数，模糊化对系统的影响； 解：①

（1）取b0=0,b1=0,b2=1.5,a1=4,a2=2,a3=0,在SIMULINK里建模如下图所示

（2）用GUI建立FIS

E和EC分别为系统输出误差和误差的变化量，U为控制输出，编辑其隶属度函数如下

1

2

编辑模糊推理规则如下

3

(3)仿真结果如下

4

2自己选定一个对象，设计一个神经网络控制系统。

解：被控对象为y(k)=0.3y(k-1)+0.2y(k-2)+0.1u(k-1)+0.6u(k-2),采用单神经元PID控制，控制结构如下图所示：

采用有监督的Hebb学习规则，控制算法及学习算法如下：

3u(k)?u(k?1)?K?wi?(k)xi(k)i?13wi?(k)?wi(k)/?wi(k)i?1w1(k)?w1(k?1)??Iz(k)u(k)x1(k)w2(k)?w2(k?1)??Pz(k)u(

智能控制

遗传算法求解背包问题

——16组遗传算法求解背包问题

摘 要：遗传算法是在分析遗传个体进化机制基础上提出的一种新型优化算法。本论文根据0-1 背包问题的特点，提出用于求该问题的遗传算法及相关的解决方案，阐明算法的具体实现过程。通过对其他文献中仿真实例的计算和结果比较，表明应用该算法求解背包问题取得了良好的效果。该算法同样可以应用于其他组合优化题。

关键词：背包问题；遗传算法

一． 概述

背包问题(knapsack problem) 是运筹学中一个典型的优化难题，有着广泛的实际应用背景，如管理中的资源分配、投资决策、预算控制等问题，并且经常作为其他问题的子问题被研究。研究背包问题的求解算法在理论上和实践中都具有一定的意义。从计算复杂性理论来看，背包问题是个NP 完全问题，该问题的求解方法主要有启发式算法，如贪心算法、遗传算法、粒子群算法。

以遗传算法为代表的生物进化算法建立在达尔文自然选择学说的基础上，是对生物进化过程的模拟，是人们对从自然演化过程中抽象出的概念、原则和机制的类比应用，被广泛用于解决复杂的计算问题。 其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方法，能

《智能控制技术》平时作业题

2016年4月1日

学号______________ 姓名

题一： 设被控对象的传递函数为

1G(s)?

1000s2?44s?1)（1）针对阶跃输入R(s)?5/s，设计模糊监督PID控制系统，使得系统输出的超调量??2%，进行系统仿真。

（2）已知条件和性能指标同（1），设计模糊监督模糊控制系统，进行系统仿真，同（1）的仿真结果进行比较。 题二：设被控对象的传递函数为

G(s)?s2?2?p?ps??p2

Kp式中，KP?1，?P?0.707，?P?1。参考模型为一阶系统

KrM(s)?K?1，ar?1。系统参考输入为r(t)?sin(0.6t)。

s?ar，r（1）针对G(s)设计一个直接模糊控制器（非自适应），使得对象的输出尽可能接近参考模型的性能指标。模糊控制器为二维模糊控制器，其输入变量为偏差e?r?y，r为系统参考输入，y为

?(kT)?被控对象输出；偏差变化e向差分近似）。

e(kT)?e(kT?T)（用一阶后

T（2）针对G(s)设计模糊模型参考学习自适应控制系统，使得对

象输出跟踪参考模型输出并尽可能地靠近它。将（1）中所设计的模糊控制器作为初始模糊控制器

作 业

第二章：

2-6某水槽如题图2-1所示。其中A1为槽的截面积，R1、R2均为线性水阻，Qi为流入量，Q1和Q2为流出量要求：

(1)写出以水位h1为输出量，Qi为输入量的对象动态方程；

(2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K和时间常数T的数值。

Qih1Q2R1A1QR21

图2-1

解：1）平衡状态： Q0i?Q01?Q02

2）当非平衡时： Qi?Q0i??Qi；Q1?Q01??Q1；Q2?Q02??Q2 质量守恒：A1d?h??Qi??Q1??Q2 dt?h?h；?Q2? R1R2对应每个阀门，线性水阻：?Q1?动态方程：A1d?h?h?h????Qi dtR1R211?)H(s)?Qi(s) R1R23) 传递函数：(A1S? G(s)?H(s)1K??

11Qi(s)(AS??)Ts?11R1R2R1R2R1?R2T?A111?R1R2这里：K?111?R1R2?；

2-7建立三容体系统h3与控制量u之间的动态方程和传递数,见题图2-2。

Qi U h1 R1 h2 R2 Q2 Q1 题图2-2 h3 R3 Q3

解：如图为三个单链单容对像模型。

资讯媒体控制作业规范 编号：QB-HR-003 版本：A版 发行时间：2010/06/01 修订：0次 生效时间：2010/06/01 共3页 第1页 1 目的 为确保有关市场资讯、管理资讯不致因电脑软件及档案之储存受病毒或其电脑外来不可抗力之因素影响而毁损或消失，妥善加以管制以供资料分析和持续改善。 2 范围 各部门电脑文件、测试软体、管理系统软件及管理过程中形成的重要数据资讯资料和E-mail。 3 定义 3.1 维护：包括资料之建档、索引、储存、备份或删除及重建。 4 权责 人事行政部：硬体及软体之维护。 相关部门：与产品/服务有关的资料、资讯（包括市场资讯、管理资讯）储存管理。 5 内容 5.1 资讯获取 5.1.1 销售部负责对市场资讯（包括客户资讯、同业资讯）进行收集分析，整理发布和管理。 5.1.2 行政部负责有关管理资讯（包括政策、法律和法规信息）的收集、整理、沟通、发布和管理。 5.1.3 各相关部门负责本部门与产品/服务有关的资讯的识别、获取、使用、传达和储存。 5.2 资讯利用 5.2.1 产品/服务的改进 5.2.2 交流 5.2.3 过程的改进 5.2.4 决策 a) 识别和获取资讯时应注意资讯的合法性、准确性、

杭州安费诺飞凤通信部品有限公司

作成日期：2013年12月24日

ESD控制作业标准书

承认 确认 作成 陈开奎 吴丕军 1、目的：

提供一个静电放电控制方案计划，包括行政及技术上的要求，以及建立、实施和维护静电放电控制方案。对ESD系统的计划、培训、符合验证以及静电放电控制方案计划的技术要求提供指引。通过本控制程序对各单位所涉及的静电放电控制提出具体要求。努力辨认和消除缺陷，并防止缺陷的出现从而达到减少与静电放电损害相关联的成本与危险。

2、范围：

适用于来料、制程、包装等过程。

3、定义：

ESD——Electrostatic Discharge 通过直接接触或通过静电场感应而产生的在带有不同电势的物体间的电荷转移现象。

ESDS——Electrostatic discharge sensitive device 在操作、测试或运输过程中有可能被静电电场或静电放电损坏的装置，包括单个的器件、集成电路或成品等。

EPA——ESD protected area 用于以可接受的静电放电损害风险水平操作静电敏感器件的区域 EBP——EPA ground bounding point

HBM——Human Body Model 人体模型

接地——

第一章 概述

1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。

控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件

1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？

定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统

1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？

a.衰减比和衰减率：稳定性指标；

b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标；

c.余差：稳态准确性指标；

d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。

第二章 过程控制系统建模方法

习题2.10

某水槽如图所示。其中F 为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。要求：

（1） 写出以水位H 为输出量，Q1为输入量的对象动态方程；

（2） 写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K 和时间常数T 的数值。

（1）物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t

-+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F

t ??-?-?= 而22h Q R ??=， 33

h Q R ??=， 代入增量关系式，则有23123()d d R R h h F

Q t R R +??+=? （2）两边拉氏变换有：

231

基于PQ控制方法的微电网并网运行

摘要：

0引言

随着环境问题和能源问题的日益突出,世界各国开始纷纷为寻求更加环保节能的新能源发电方式而努力。近年来,具有环境污染少、能源利用率高及安装地点灵活等优点的分布式发电开始受到世界各国的关注,然而,随着分布式发电的迅速发展及其在大电网中的大量接入,其对大电网的影响也是显而易见的因此,急需另外一种发电方式来解决以上问题,随着新型技术的应用,特别是现代控制理论及电力电子技术的发展,本世纪初微电网的概念被提出。

微电网中的大多数微电源通过逆变器接入系统,因此对微电源的控制即为对其逆变器的控制。无论是并网运行还是独立运行,都需要对微电网内的各个逆变器进行有效地控制,以维持电压和频率在允许变化的范围之内,从而满足负荷对电能质量的要求。PQ控制一般用于发电具有间歇性的微电源,如光伏发电、风力发电等,并用于并网发电,此时微电网的电压由大电网或其他微电源提供稳定支撑时,则此微电源逆变器控制的主要目标就是保证逆变器输出的有功电流和无功电流跟踪参考电流以及电流的频率和相位与微电网电压保持一致。

1 微电网的结构

微电网将分布式电源、负荷、储能装置、控制装置等汇集而成一个小型发配电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治

第一章 作业

课本(p.12)题2．计算机控制系统由哪几部分组成？请画出计算机控制系统的组成框图。

答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口等部分组成。

课本(p.12)题4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？

在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的`方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机直接连接，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时地概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。

补充题1. 两种USB口的特点及区别？通用指标，传输模式，USB器件，硬件接口。

答：

两种USB的特点：

(1)USB接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接. (2)USB有2电源线（5V）,2数据线,采用差分信号传输,可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电,最大可