預(yù)算控制法精選(九篇)

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第1篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞:廣義預(yù)測控制; PID控制; 性能分析; 加熱爐溫度控制系統(tǒng)

中圖分類號:TP273 文獻標(biāo)識碼:B

文章編號:1004-373X(2010)10-0018-03

Application of Generalized Predictive Control Algorithm in Heating Furnace Control

WANG Jun-qin

(Xi’an University of Arts and Science, Xi’an 710065, China)

Abstract:Taking the temperature control system of a heating furnace as a research object, a math model of the heating furnace was built. The control scheme based on PID control algorithm is studied.Some shortages of PID control algorithm are indicated by the simulation result. Then a new control algorithm for temperature control system of heating furnace in steel rolling shop based on generalized predictive control algorithm (GPC) is studied.The simulation results indicate that this algorithm can improve the dynamic characteristic is more effective than the common PID control, and has agood prospect for engineering application.

Keywords:generalized predictive control; PID control; performance analysis; temperature control system of heating furnace

基金項目:陜西省教育廳專項科研基金資助項目(06JK203);西安文理學(xué)院重點建設(shè)專業(yè)基金資助項目(ZY20080506)

0 引 言

廣義預(yù)測控制(GPC)是一種通過在線辨識獲得模型參數(shù),再利用模型參數(shù)實現(xiàn)多步預(yù)測和滾動優(yōu)化的自適應(yīng)模型預(yù)測控制算法,因此廣義預(yù)測控制既有一般模型預(yù)測控制的特點,又有自適應(yīng)控制的特點[1]。由于采用傳統(tǒng)的參數(shù)化模型,模型參數(shù)較少,易于在線辨識,而引入不相等的預(yù)測水平和控制水平,使系統(tǒng)設(shè)計更靈活[2]。然而實際反饋信息基礎(chǔ)上的反復(fù)優(yōu)化,使GPC對建模誤差和環(huán)境干擾等不確定性具有很強的適應(yīng)力,而目標(biāo)函數(shù)中考慮了控制參量序列,使它適用于大遲延、非最小相位以及非線性等過程,為獲得較好的控制效果提供了條件,因此GPC得到了控制工程界的高度重視,出現(xiàn)了多種新的算法,并且在工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域獲得了很多成功的應(yīng)用[3]。

1 廣義預(yù)測控制器[4]

GPC基于如下的CARIMA模型[5]:

A(q-1)y(t)=B(q-1)u(t-1)+ξ(t)/Δ(1)

式中:A(q-1)=1+a1q-1+…+anaq-na;B(q-1)=b0+b1q-1+…+bnbq-nb;Δ=1-q-1;q-1是向后移時間算子;y(t),u(t)和ξ(t)分別是系統(tǒng)的輸出、輸入和噪聲信號?？刂破鞯哪繕?biāo)函數(shù)為:

J=∑Nj=1[┆(t+j|t)-w(t+j)]2+

λ∑Nuj=1[Δu(t+j-1)]2(2)

式中:(t+j|t)是y(t+j)的預(yù)測值;N,Nu和λ分別代表預(yù)測步長、控制步長和控制量加權(quán)因子;w(t+j)是設(shè)定值的柔化序列,由下述方程產(chǎn)生。

w(t)=y(t),w(t+j)=αw(t+j-1)+

(1-α)yr(t),j=1,2,…,N(3)

式中:yr(t)為當(dāng)前設(shè)定值;α為柔化因子,0

為了得到j(luò)步后輸出y(k+j)的最優(yōu)預(yù)測值,使用丟番圖方程:

Ej(q-1)A(q-1)Δ+q-jF(q-1)=1, j=1,2,…,N(4)

Ej(q-1)Bj(q-1)=Gj(q-1)+q-jHj(q-1),

j=1,2,…,N(5)

式中:Ej(q-1)=e0+e1q-1+…+ej-1q-j+1;Fj(q-1)=fj0+fj1q-1+…+fjnaq-na;Gj(q-1)=g0+g1q-1+…+gj-1q-j+1;Hj(q-1)=hj0+hj1q-1+…+hjnb-1q-nb+1。

為簡化書寫[6],將下面的某些多項式中括號內(nèi)的q-1算子省略。由式(1)、式(4)、式(5)可得:

y(t+j)=GjΔu(t+j-1)+Fjy(t)+

HjΔu(t-1)+Ejξ(t+j)(6)

因為ξ(t+j)是t時刻后的白噪聲,將其舍去,假設(shè)j>Nu時,Δu(t+j-1)=0,令:

YT=[y(t+1|t),…,y(t+N|t)]

UT=[Δu(t),…,Δu(t+Nu-1)]

FT=[F1,F2,…,FN)],HT=[H1,H2,…,HN]

G=g0

g1g0

螃

gNu-1gNu-2…g0

螃螃螃

gN-1gN-2…gN-NuN×Nu

將式(6)寫成向量形式:

Y=GU+Fy(t)+HΔu(t-1)(7)

將式(2)定成向量形式:

J=E[(Y-W)T(Y-W)+λUTU](8)

令J/U=0,則取最小值的控制律為:

GT[GU+Fy(t)+HΔu(t-1)-W]+λU=0 (9)

U=(GTG+λI)-1GT[W-Fy(t)-HΔu(t-1)](10)

取U的第一個分量Δu(t),則u(t)=u(t-1)+Δu(t)即為所求的控制量。

2 系統(tǒng)建模

為了克服隨機擾動、模型誤差以及慢時變的影響,采用最小二乘法在線估計預(yù)測模型參數(shù),構(gòu)成自校正控制器[7]。設(shè)時變模型為:

(q-1)Δy(t)=(q-1)Δu(t-1)(11)

式中:(q-1)=1+1q-1+…+naq-na;(q-1)=0+1q-1+…+nbq-nb;Δy(t)=[1-A^(q-1)]Δy(t)+B^(q-1)Δu(t-1)

將模型參數(shù)與數(shù)據(jù)參數(shù)分別用向量形式表示為:

(t)=[1…na,0…nb]T(12)

φ(t)=[-Δy(t-1),…,-Δy(t-na),

Δu(t-1),…,Δu(t-nb)]T(13)

用遞推最小二乘法在線估計預(yù)測模型參數(shù):

(t)=(t-1)+P(t-1)φ(t)1+φT(t)P(t-1)φ(t)

Δy(t)-T(t-1)φ(t)(14)

P(t)=P(t-1)-P(t-1)φ(t)φT(t)P(t-1)1+φT(t)P(t-1)φ(t)(15)

3 仿真研究

已知某鋼鐵廠車間加熱爐溫度控制系統(tǒng),如圖1所示,系統(tǒng)中采用6臺設(shè)有斷偶報警裝置的溫度變送器,3臺高值選擇器,1臺加法器,1臺控制器和1臺電/氣轉(zhuǎn)換器[8]。

圖1 加熱爐溫度控制系統(tǒng)

加熱爐的燃料是通過具有引風(fēng)特性的噴嘴進入加熱爐的,風(fēng)量能自動跟隨燃料量的變化按比例地增加或減少,已達到經(jīng)濟燃燒。故選進入爐內(nèi)的燃料量為控制變量。通過實驗可得加熱爐的數(shù)學(xué)模型為:

G01=[9.9/(120s+1)]e-80 s

溫度傳感器及其變送器的數(shù)學(xué)模型為:

G02=0.107/(10s+1)

即廣義被控對象的數(shù)學(xué)模型為:

G0=1.06e-80s/[(120s+1)(10s+1)]

首先選用PID控制器:設(shè)定控制所用PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為:

Gc=9 286s2+240s+1.5521s2+145s

所得系統(tǒng)的輸出曲線如圖2所示。

再應(yīng)用廣義預(yù)測算法:預(yù)測模型為CARIMA模型,其中預(yù)測時域N為10,控制時域Nu為2,加權(quán)系數(shù)λ為0.5,柔化因子α為0.5,采樣時間為0.5 s。

參考軌跡采用一階指數(shù)形式:

yr(k+j)=cjy(k)+(1-cj)yd(k+j)

式中:c=0.2;yd為輸出設(shè)定值。所得系統(tǒng)輸出曲線如圖3所示。

圖2 PID控制階躍響應(yīng)

圖3 GPC控制階躍響應(yīng)

4 結(jié) 語

從仿真結(jié)果可以得出:對加熱爐采用本文所提出的廣義預(yù)測控制算法,不僅能夠得到穩(wěn)定的控制曲線和滿意的動態(tài)性能,而且可以改善跟蹤效果,控制精度高,也更加平穩(wěn),提高了控制品質(zhì),更適用于工業(yè)應(yīng)用[10-11]。

參考文獻

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[3]XU Min,LI Shao-yuan.Practical generalized predictive control with decentralized identification approach to HVAC systems[J].Energy Conversion and Management,2007,48(1):292-299.

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[8]邵裕森,巴筱云.過程控制系統(tǒng)及儀表[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.

[9]薛定宇.控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社,1996.

第2篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：可拓控制；關(guān)聯(lián)度；控制仿真;Matlab

中圖分類號：TP391.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004－373X(2009)04－138－03

Improvement and Simulation Research of Extension Control Algorithm

YANG Gang,YU Yongquan,ZHANG Weiwei,HUANG Ying

(Guangdong University of Technology,Guangzhou,510006,China)

Abstract： Extension control is a new intelligent control method,which is applied in the means of information transform to solve the inconsistent question of the actual control system.The structure and algorithm of traditional extension controller are introduced,an improved control algorithm is proposed,and Matlab simulation platform is adopted to observe effect of the algorithm,the control effect is compared with others.The results show that the improved algorithm can satisfy the basal control desire and it is better than the others in parameter tuning,response time and stabilization.

Keywords：extension control;dependent degree；control and simulation;Matlab

0 引 言

可拓控制是在可拓學(xué)的基礎(chǔ)上提出的從信息轉(zhuǎn)換的角度來處理控制問題的理論與方法?？赏乜刂埔钥刂戚斎胄畔⒌暮细穸龋P(guān)聯(lián)度）作為確定控制輸出校正量的依據(jù)，通過可拓變換，使被控信息轉(zhuǎn)換到合格的范圍內(nèi)，解決控制系統(tǒng)中不可控和需要控制之間的矛盾［1］。文獻［2］提出了一種可拓控制器的設(shè)計方法，并探討了特征模式劃分與關(guān)聯(lián)度計算等問題；文獻［3］提出了包括上層可拓控制器和基本可拓控制器的雙層自學(xué)習(xí)可拓控制結(jié)構(gòu)。

該文在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了一種改進的可拓控制算法，并對其進行仿真研究。研究結(jié)果表明，其算法具有簡單、快速等優(yōu)點。

1 可拓控制器

可拓控制方法是將可拓集合論的研究事物的轉(zhuǎn)化關(guān)系理論與方法應(yīng)用到控制問題研究上，通過將不合格范圍內(nèi)的控制變量轉(zhuǎn)化到合格范圍內(nèi)，從而使控制效果從不滿意轉(zhuǎn)化到滿意。基于這種思想，建立了如圖1所示的可拓控制器的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 可拓控制器結(jié)構(gòu)圖

圖1所示即為包含上層可拓控制器和基本可拓控制器的雙層自學(xué)習(xí)可拓控制器的結(jié)構(gòu)圖。由圖可知，特征量選取，特征模式劃分，關(guān)聯(lián)度計算，測度模式劃分，控制輸出5部分組成了下層的基本可拓控制器，其主要完成基本的控制功能。上層可拓控制器主要依靠人們的經(jīng)驗和知識對參數(shù)進行整定，作為基本可拓控制器的補充和完善，完成對基本控制的優(yōu)化，保證良好的控制效果，同時反映可拓控制所強調(diào)的矛盾轉(zhuǎn)化問題。

1.1 可拓控制的基本概念

首先介紹與可拓控制相關(guān)的基本概念：

(1)特征量：表征系統(tǒng)運動狀態(tài)的變量，記為C；

(2)特征狀態(tài)：由特征量C描述的系統(tǒng)狀態(tài)，記為S；

(3)經(jīng)典域：由控制指標(biāo)決定的系統(tǒng)特征狀態(tài)的取值范圍；

(4)可拓域：控制器輸出隨系統(tǒng)特征狀態(tài)可調(diào)整到合格范圍內(nèi)的特征狀態(tài)的取值范圍；

(5)非域：系統(tǒng)輸出不能被調(diào)整到合格范圍內(nèi)的特征狀態(tài)的取值范圍；

(6)可拓集合：可拓域內(nèi)建立的關(guān)于特征狀態(tài)的集合；

(7)特征狀態(tài)關(guān)聯(lián)度：當(dāng)前的特征狀態(tài)與系統(tǒng)控制目標(biāo)可拓集合之間的關(guān)系，記為K(s)。

將其分為K(s)≤－1,－1≤K(s)＜0,K(s)≥0三種情況進行討論，可拓控制主要研究－1≤K(s)≤0的情況；

(8)特征模式：由特征量表示系統(tǒng)運動狀態(tài)的典型模式，記為:Φi=fi(C1,C2,…,Cn),i=1,2,…,r。其中：Φi表示第i個特征模式；fi表示關(guān)于Φi的模式劃分；

(9) 測度模式：根據(jù)特征狀態(tài)關(guān)聯(lián)度劃分的模式，記為Mi。

1.2 基本可拓控制算法

這里參照文獻［3］采用偏差e和偏差微分作為系統(tǒng)的特征量，并將特征狀態(tài)劃分為8個特征模式。假定被控對象的偏差和偏差微分的容許范圍分別為eom和om，系統(tǒng)可調(diào)的最大偏差和偏差微分分別為em和m。關(guān)于特征狀態(tài)S(e,)的可拓集合可用圖2表示，其中陰影部分代表經(jīng)典域。

圖2 二維可拓集合S(e,)

設(shè)特征平面e－的原點為S0(0,0)，記M0= e2om+ 2om ，M-1= e2m+ 2m ;定義平面內(nèi)任意一點到原點的距離為Ds=e2+2，稱為狀態(tài)距［4］，則有D0=M0，Dm=M－1；定義特征平面e－上任意一點S0(e,)У墓亓度為：

K(s)=(1－|SS0|)/M0,S∈X

(M0－|SS0|)/(M－1－M0),SX

其中:|SS0|=K1e2+K22，K1,K2是由系統(tǒng)所處的特征模式?jīng)Q定的；X表示經(jīng)典域。

特征狀態(tài)關(guān)聯(lián)度K(s)表明了系統(tǒng)特征狀態(tài)S與特征狀態(tài)(e,)的可拓集合的關(guān)聯(lián)程度，由此測度模式的劃分，即關(guān)聯(lián)度在［－1,0］范圍內(nèi)的特征狀態(tài)的劃分可表示如下：

（1） 測度模式M1，Ф雜Φ奶卣髯刺處于經(jīng)典控制域內(nèi)。

M1={s|K(s)≥0}

（2） 測度模式M2，Ф雜Φ奶卣髯刺處于可拓域內(nèi)。

M2={s|－1≤K(s)＜0}，

M2i={s|ai－1≤K(s)≤ai,S∈M2,

－1=a0＜…＜ai－1＜ai＜am=0}

（2） 測度模式M3，Ф雜Φ奶卣髯刺處于非域內(nèi)。

M3={s|K(s)＜－1}

可拓控制器的輸出［3］如下：

u(t)=

u(t－1),K(s)＞=0

y(t)/k－KciK(s)sgn(e)+ε,－1≤K(s)＜0

um,K(s)＜－1

其中:u(t),u(t－1)分別為控制器當(dāng)前時刻和前一時刻的輸出；y(t)為當(dāng)前時刻被控量的采樣值；k為過程的靜態(tài)增益；Kci為第M2i個測度模式的控制系數(shù)；K(s)為特征狀態(tài)S的關(guān)聯(lián)度； sgn(e)為偏差的符號函數(shù)，取法如下：

sgn(e)=1,e＞0

0,e=0

－1,e＜0

Е弄為小范圍修正量，用來消除擾動和過程增益的不準(zhǔn)確性，取法如下：

ε=Ki∫t0edτ+Kpe,|e|≤δ

0,|e|＞δ

其中:Ki,Kp為適當(dāng)常數(shù);δ為小正數(shù)。

1.3 改進的可拓控制算法

由上述可拓控制算法可知，進行可拓控制時需要整定k,Kci,Ki,Kp,δ等參數(shù)。其整定過程依靠人們的經(jīng)驗知識，因此整定比較困難，尤其是Kci的整定直接影響到可拓控制效果的好壞。另一方面，通過仿真實驗發(fā)現(xiàn)，小范圍修正量ε的整定效果不明顯。因此，提出改進的控制算法，采用狀態(tài)距Ds=e2+2來代替原有參數(shù)的整定。

（1） 測度模式M1。

經(jīng)典控制域在完全可控的范圍內(nèi)，而可拓控制主要是在可拓域內(nèi)發(fā)揮作用，因此在此范圍內(nèi)采用PID控制算法，旨在補償經(jīng)典域內(nèi)可拓控制效果不理想的缺點。此時，控制器的輸出如下：

u(t)=KPe(t)+KI∫t0e(τ)dτ+KDde(t)dt

其中：e(t),u(t)Х直鷂PID控制器的輸入和輸出；KP,KI,KD三個參數(shù)的整定采用Ziegler－Nichols方法。為方便起見，此時記u(t)=u(PID)。

（2） 測度模式M2。

采用改進的可拓控制算法，控制器的輸出為：

u(t)=y(t)/k－K(s)psgn(e)+D(s)sgn(e)

其中：u(t),u(t－1)分別為控制器當(dāng)前時刻和前一時刻的輸出；y(t)為當(dāng)前時刻被控量的采樣值；k為過程的靜態(tài)增益；Kci為第M2i個測度模式的控制系數(shù)；K(s)為特征狀態(tài)S的關(guān)聯(lián)度；D(s)為狀態(tài)距；p為修正因數(shù)；sgn(e)為偏差的符號函數(shù)，與上述取法相同。

（3） 測度模式M3。

測度模式M3Ф雜Φ奶卣髯刺較大地偏離經(jīng)典域，處于非域范圍內(nèi)，此時控制器的輸出取幅值。

綜上所述，可拓控制器的輸出算法如下：

u(t)=

u(PID),K(s)＞=0

y(t)/k－K(s)psgn(e)+

D(s)sgn(e),－1≤K(s)＜0

um,K(s)＜－1

2 可拓控制算法的仿真研究

在該仿真部分，將采用相應(yīng)的線性對象、延遲對象和非線性對象對改進的可拓控制算法進行仿真試驗，并與傳統(tǒng)的可拓控制算法和PID控制算法進行比較。其中，PID控制參數(shù)的選取均采用Ziegler－Nichols方法整定后的參數(shù)，輸入信號為單位階躍信號，仿真時間為500 s。

2.1 線性對象

取線性對象的傳遞函數(shù)為：G(s)=1/(10s+1)4，г蚩刂菩Ч如圖3所示。

圖3 線性對象的控制仿真結(jié)果

圖3中，PID表示PID控制輸出，EC表示傳統(tǒng)的可拓控制算法輸出，IEC表示改進后的可拓控制算法輸出。

由圖3中曲線可知，在誤差允許范圍內(nèi)，PID控制、EC和IEC均能收斂，從而達到較滿意的控制效果。與其他兩種控制方法相比，IEC不但能更快地收斂于穩(wěn)定值，而且超調(diào)量也比較小。

2.2 延遲對象

取延遲對象傳遞函數(shù)為：G(s)=e－10s/(5s+1)4，г蚩刂菩Ч如圖4所示。

圖4 延遲對象的控制仿真結(jié)果

由4圖中曲線可知，在誤差允許范圍內(nèi)，PID控制、EC和IEC均能收斂從而達到較滿意的控制效果。與PID控制相比，IEC能更快地收斂于穩(wěn)定值；與EC相比，除了能更快地收斂外，IEC的波動較小、超調(diào)量幾乎為0。

2.3 非線性對象

取非線性對象為開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=1/(10s+1)4У牡ノ環(huán)蠢∈涑齙鈉椒劍控制效果如圖5所示。

圖5 非線性對象的控制仿真結(jié)果

由圖5中曲線可知，在誤差允許范圍內(nèi)，PID控制、EC和IEC均能收斂從而達到較滿意的控制效果。與PID控制相比，IEC能更快地收斂于穩(wěn)定值；與EC相比，除了能更快的收斂外，IEC的波動和超調(diào)量均較小。

3 結(jié) 語

從仿真研究來看，改進的可拓控制算法具有參數(shù)整定簡單、響應(yīng)快速且穩(wěn)定等特點。并應(yīng)用于線性對象、

延遲對象和非線性對象進行仿真研究，驗證該算法的可行性和有效性。結(jié)果證明了可拓控制具有良好的控制品質(zhì)和較好的自學(xué)習(xí)能力，有較好的發(fā)展前景。

參 考 文 獻

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作者簡介 楊 剛 男，1983年出生，河南人，碩士研究生。主要研究方向為智能控制、嵌入式系統(tǒng)。

余永權(quán) 男，1947年出生，教授、博士生導(dǎo)師。主要研究方向為進化算法、可拓工程、嵌入式系統(tǒng)。

張維威 女，1980年出生，碩士研究生。主要研究方向為智能控制、嵌入式系統(tǒng)。

第3篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：ControlNet系統(tǒng)；在線時延估算；網(wǎng)絡(luò)控制LQR控制器；控制系統(tǒng)性能

中圖分類號：TP393文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)30-0583-02

A New Method of on-line Delay Evaluation based on Control Net

WANG Hui

(Zhenjiang College, Zhenjiang 212003, China)

Abstract: ControlNet is adopted in networked control system based on token protocol. Aimed at the time-varying characteristics of networked delays, a method of on-line delay evaluation is proposed. The control parameters of LQR controller are adjusted along with the evaluated delays. Then, apply parallel computation arithmetic to improve resource utilization, so that sampling rates can be increased and control performance can also be improved.

Key words: NCS; on-line delay evaluation; LQR controller; control performance

1 引言

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)具有連線少、可靠性高、易于擴展及能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享等優(yōu)點，因此計算機網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)逐步應(yīng)用到控制工程中。但由于通訊網(wǎng)絡(luò)的引入，使得網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中存在如網(wǎng)絡(luò)時延的問題[1]。從控制的角度，考慮網(wǎng)絡(luò)延遲的影響，設(shè)計控制算法，使其在延時存在下能正常工作，并保證一定的性能指標(biāo)，即為NCS的控制器設(shè)計問題[2]。Branicky[3]針對NCS中普遍存在的延遲問題，利用在控制器和執(zhí)行器接收端設(shè)置接收緩沖區(qū)的方法，提出了一種延遲補償結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可同時實現(xiàn)對噪聲的濾波處理。于之訓(xùn)[4]等將H∞和μ綜合的方法引入控制器的設(shè)計，給出了將傳輸延遲的不確定性轉(zhuǎn)化為不確定塊的等價框圖，并用Matlab的μ分析和綜合工具箱設(shè)計了魯棒控制器，使得閉環(huán)系統(tǒng)具有較好的抗干擾能力。

2 令牌控制網(wǎng)絡(luò)的時延分析

ControlNet是典型的令牌傳輸控制網(wǎng)絡(luò)。影響ControlNet網(wǎng)絡(luò)時延的因素有節(jié)點信息（包括節(jié)點總數(shù)，節(jié)點邏輯順序，數(shù)據(jù)發(fā)送周期等）、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)大小等[5]。

在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中，某節(jié)點完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延主要由阻塞時間Tblock和傳輸時間Ttx幾組成。因此每個周期內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)時延可表示成：

阻塞時間是指網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點在預(yù)備發(fā)送數(shù)據(jù)時刻和開始發(fā)送數(shù)據(jù)時刻之間的時間差，這和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有關(guān)。ControlNet的阻塞時間公式如下：

其中Trend是當(dāng)前節(jié)點完成傳輸?shù)氖Ｓ鄷r間，Nnoquene和Nquene 分別表示隊列中帶有消息的節(jié)點和不帶消息的節(jié)點的集合，Tquard則是花在安全區(qū)周期上的時間。令Tnode表示在為個節(jié)點的隊列中的消息數(shù)目，令Tnode 為每個節(jié)點充分利用網(wǎng)絡(luò)信道而分配的最大容許時間，在ControlNet中Tnode等于827.2μs，它是最大數(shù)據(jù)長度，幀大小是其它網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的函數(shù)。Tnode是令牌的傳輸時間，這和傳輸一個令牌和從節(jié)點i-1到i的廣播時間有關(guān)。ControlNet用了一個默認的令牌，這樣Tnode。就是只有零數(shù)據(jù)長度的Tframe和Tprop之和。ControlNet是一種確定性網(wǎng)絡(luò)，因為最大時延是有界的，如果每個節(jié)點的周期和消息都是已知的，我們就可以明確地描述集合Nnoquene、Nquene和nJ。由公式(2)Tblock就可以確定下來。

3 令牌控制網(wǎng)在線時延估算方法

以往的NCS關(guān)于時延的研究中，如傳感器一控制器的時延τsc是建立在傳感器節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)和控制器節(jié)點接收數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的。其內(nèi)在要求是節(jié)點間同步時鐘的建立，使網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都能準(zhǔn)確地了解數(shù)據(jù)的時延情況，這樣對系統(tǒng)的分析帶來許多便利[6-8]。但是從實際的角度出發(fā)，有兩點困難使得同步時鐘的實現(xiàn)變得并不容易，甚至是不可能。其一，每個節(jié)點中產(chǎn)生時鐘信號的晶振不可能完全相同，它們之間的累積誤差會變得越來越大，如果沒有適當(dāng)?shù)男拚k法，時鐘將會失去它的同步性；其二，串行網(wǎng)絡(luò)中任何時鐘同步都需要通過節(jié)點間相互傳遞時鐘信息來完成，這些信息傳遞本身也將受到網(wǎng)絡(luò)時延的影響。如果這樣時延是不可知的，且傳遞信息從一定程度上增加了產(chǎn)生時延的可能，因此準(zhǔn)確的時鐘同步將辦不到。這樣就要求在時延的估計算法上采用不依賴時鐘同步的方法。

本文的平均時延法，控制器節(jié)點可通過網(wǎng)絡(luò)的連接過程獲得傳感器的采樣周期T，用于對τksc的估計。通過預(yù)先在連接過程中設(shè)定的數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級使得τksc和τkca的特征一致，由此可得τk的特征。τksc的特征可以通過設(shè)置在控制器中的一個時延窗口得到，此窗口中存儲對時延的當(dāng)前和歷史估計值{τsck-M+1,…,τksc}共M項。

設(shè)控制器第K個傳感器數(shù)據(jù)τksc。預(yù)計第K+1個采樣數(shù)據(jù)的到達時刻為：

事實上，第(k+1)個采樣數(shù)據(jù)的達到時刻為Tk+1c，它與Tk+1c之間可能存在差異。在τksc已知的情況下，Tk+1c可以由以下算法得出：

其中，當(dāng)式(4)成立時，把τksc作為推斷τk+1sc的基礎(chǔ)是合理的。當(dāng)Tk+1c≥k+1c時，說明第(k+1)個采樣數(shù)據(jù)經(jīng)歷不少于第k個采樣數(shù)據(jù)的時延，此需要把這部分時延記入τk+1sc。當(dāng)Tk+1c≤k+1c，且式(4)成立時，說明第(k+1)個采樣數(shù)據(jù)經(jīng)歷了少于第k個采樣數(shù)據(jù)的時延，計算τk+1sc時需要從τksc中減去相應(yīng)的差值。當(dāng)式(4)不成立，即Tksc+(Tk+1c-k+1c)

通過在時延窗口中的M個時延歷史數(shù)據(jù)，可以在線描述出τksc的隨機分布規(guī)律。假設(shè)G(s)=P(s)/U(s)=Kτz/s(τs+1)與τkca無關(guān)，則通過前述設(shè)置數(shù)據(jù)優(yōu)先級的方法，使得τkca的隨機分布規(guī)律與τksc相近。這樣在沒有網(wǎng)絡(luò)同步時鐘和時延離線假設(shè)的情況下，可獲得相關(guān)時延信息。

最簡單的處理方法是取時延中數(shù)據(jù)的平均值用于計算控制輸出，同時τk定義為2τksc，其中：

對于估算出的時延，帶入針對時延建立的數(shù)學(xué)模型中，并針對模型設(shè)計LQR控制器返回來控制減小網(wǎng)絡(luò)時延。

4 仿真實例

本文考慮一個三軸機械系統(tǒng)實例。每個軸都在一個線性滑動器上運動，通過一個直流電機驅(qū)動，這個電機上有測速器，提供角速度測量。直流電機是由一個脈沖調(diào)制驅(qū)動器PWM來驅(qū)動的，這個驅(qū)動器的控制輸入在0和255之間。同時，每個軸也有一個線性編譯器，可以提供位置信息。因此，可以同時實現(xiàn)位置和速度反饋。這兩個軸是獨立運行的。該被控對象是通過Matlab/Simulink來模擬的。實驗采用10Mbp/s的ControlNet作為控制網(wǎng)絡(luò)。每個軸在PWM的輸入(的和位置輸出((P)之間的數(shù)學(xué)模型可以用一個二階線性模型描述：

X軸、Y軸和Z軸的時間常數(shù)τx、τy、τz分別為0.055(sec),0.056(sec)和0.039(sec)，總增益K分別28.346(mm/sec),28.956(mm/sec),29.610(mm/sec)，令x1=Px，x2=Vx, x3=Py, x4=Vy, x5=Pz, x6=Vz,u1=ux, u2=uy, u3=uz。由于ControlNet是基于令牌的時延確定性的網(wǎng)絡(luò)，選擇好適合的采樣周期T后，在一個采樣周期內(nèi)設(shè)執(zhí)行器和傳感器時延分別為：τca1=1;τca2=2;τca3=3;τca4=4;τca5=5;τca6=6，采樣周期T=10ms。

為了對基于網(wǎng)絡(luò)時延的控制器性能進行檢驗，本文將對離散域中，針對無時延系統(tǒng)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)LQR控制器直接用于有時延系統(tǒng)，即標(biāo)準(zhǔn)LQR控制器用于有時延系統(tǒng)的性能；離散域中，基于網(wǎng)絡(luò)時延設(shè)計的LQR控制器性能，進行比較分析可以看出無時延網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)LQR控制律直接用于有時延系統(tǒng)時，性能曲線會出現(xiàn)明顯的震蕩，性能下降，不是最優(yōu)的；基于網(wǎng)絡(luò)時延設(shè)計的LQR控制律性能明顯提高，接近無時延網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)性能，控制效果較為理想，達到了預(yù)期的設(shè)計目的。

5 結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)時延的存在，系統(tǒng)性能將變壞，甚至?xí)鹣到y(tǒng)的不穩(wěn)定。針對這一特點，本文首先分析了基于令牌的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中時延的組成；然后，設(shè)計不需要傳感器－控制器及控制器－執(zhí)行器時鐘同步的在線時延估算方法;接著，根據(jù)估算的時延的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了LQR控制器，并進行了仿真實驗，基于網(wǎng)絡(luò)時延設(shè)計的LQR控制律性能明顯提高，接近無時延網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)性能，控制效果較為理想。

參考文獻：

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第4篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：工程造價；預(yù)結(jié)算審核；問題；方法

建設(shè)工程預(yù)結(jié)算是決定和控制工程項目投資的重要措施和手段，是進行招標(biāo)、考核企業(yè)經(jīng)營管理水平的依據(jù)，也是審查機關(guān)掌握投資狀況，監(jiān)督經(jīng)濟活動的重要依據(jù)。這就要求工程預(yù)結(jié)算應(yīng)有高度的科學(xué)性、準(zhǔn)確性及權(quán)威性。預(yù)結(jié)算審核根據(jù)工程的設(shè)計、預(yù)算、招投標(biāo)底，重大設(shè)計變更情況，結(jié)合工程建設(shè)的實際，按照規(guī)范化的操作規(guī)程，公開、公平、公正地對工程項目的結(jié)算以及工程建設(shè)過程發(fā)生的費用進行審查，剔除一些不合理不合法的費用，合理確定工程造價及建設(shè)費用的工作。工程預(yù)結(jié)算審核要求從業(yè)人員應(yīng)具備全面、實時的工程技術(shù)、經(jīng)濟、法律、管理知識。在預(yù)結(jié)算的編審過程中，由于編審人員所處的地位、立場和目的的不同；編審人員能力、水平存在差異，因而編審結(jié)果存在不同程度的差距。因此，分析與探討建設(shè)工程項目預(yù)結(jié)算審核中存在的問題與對策具有很強的現(xiàn)實意義。

一、建筑工程造價預(yù)結(jié)算審核過程中的常見問題

1、技術(shù)標(biāo)與商務(wù)標(biāo)脫離

近兩年來，建筑工程在招標(biāo)中普遍采用的是實物工程量清單招投標(biāo)，施工企業(yè)在提供工程量清單報價的時候，其報價主要包括了部分項目工程量所產(chǎn)生的直接費、間接費、稅金和利潤等。此外，技術(shù)標(biāo)內(nèi)的施工組織設(shè)計或施工方案確定的數(shù)量，主要是由施工企業(yè)在商務(wù)標(biāo)里以非實物形態(tài)競爭性費用的形式自主擇項報價或包含在綜合單價中。但是，與此同時許多施工企業(yè)卻往往把屬標(biāo)內(nèi)應(yīng)考慮的技術(shù)措施費項目納入到了造價計取工程的費用當(dāng)中去。由此可見，技術(shù)標(biāo)與商務(wù)標(biāo)是明顯脫離的施費項目納入到了造價計取工程的費用當(dāng)中去。由此可見，技術(shù)標(biāo)與商務(wù)標(biāo)是明顯脫離的。

2、施工圖與竣工圖沒有進行有效的區(qū)分

由于施工圖是工程項目招標(biāo)和工程施工的重要依據(jù)，竣工圖則是對竣工工程所做的具體記錄，主要包括了施工過程中所出現(xiàn)的沒計變更、聯(lián)系單變更等。由此可見，施工圖與竣工圖有著明顯的差異，兩者項目的出人較大，但是一些大中型復(fù)雜的工程仍然將兩者混合在一起，許多企業(yè)甚至將已經(jīng)取消的施工圖列入到造價中去，以此來計取工程的費用。

3、聯(lián)系單工程變更

在工程施工中，變更聯(lián)系單是圖紙改變的關(guān)鍵性因素，施工單位由于在建設(shè)的時候把關(guān)不嚴(yán)，使得變更聯(lián)系單沒有及時的去辦理，時間一拖就會造成聯(lián)系單不齊全或者模糊不清。除此之外，有些施工企業(yè)還利用聯(lián)系單弄虛作假，辦理有利于自己企業(yè)的聯(lián)系單，故意或惡意的刪除不利于自己企業(yè)的有關(guān)內(nèi)容，這也就造成了施工中工程造價的增加。

4、材料價格標(biāo)準(zhǔn)提高

由于在施工中所產(chǎn)生的材料價格和定額消費量對工程造價的影響較大，許多施工企業(yè)出現(xiàn)編制虛假造價，故意隱瞞材料價格和材料的用量。企業(yè)中對一些特種材料的高估現(xiàn)象較為普遍，這也是建筑企業(yè)工程造價相對偏高的主要原因，一些企業(yè)在施工的時候使用質(zhì)量較低的低等材料，而在造價的時候卻套用了高等的材料，這就使得實際的購買價格低于投標(biāo)時暫定的價錢，卻高于招標(biāo)暫定價。

二、工程預(yù)結(jié)算審核的主要措施

1、注意核對合同條款，結(jié)合實地考察

首先，應(yīng)該對竣工工程內(nèi)容是否符合合同條件要求，工程是否竣工驗收合格， 只有按合同要求完成全部工程并驗收合格才能列入竣工結(jié)算。對此，無論是建設(shè)單位還是施工單位，對工程資料的編制審查應(yīng)引起高度重視。施工單位首先應(yīng)本著實事求是的工作態(tài)度，遵守職業(yè)道德，客觀真實的編制工程資料。建設(shè)單位應(yīng)加強審查工作。審核人員則應(yīng)把好最后審核關(guān)，做到實地考察、現(xiàn)場復(fù)測，以確保工程資料準(zhǔn)確、真實、可靠。其次，應(yīng)按合同約定的結(jié)算方法、計價定額、取費標(biāo)準(zhǔn)、主材價格和優(yōu)惠條款等，對工程竣工結(jié)算進行審核，若發(fā)現(xiàn)合同開口或有漏洞，應(yīng)與建設(shè)單位與施工單位認真研究，明確結(jié)算要求。例如在審核一教學(xué)樓工程結(jié)算時，送審增加“優(yōu)良工程增加費”17 . 47萬元，因工程投標(biāo)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及合同已明確為優(yōu)良工程，其優(yōu)良工程增加費應(yīng)在投標(biāo)報價內(nèi)綜合考慮，所以在結(jié)算時取消該項費用。

2、注意檢查隱蔽驗收記錄及核查設(shè)計變更簽證

所有隱蔽工程均需進行驗收，兩人以上簽證；實行工程監(jiān)理的項目應(yīng)經(jīng)監(jiān)理工程師簽證確認。審核竣工結(jié)算時隱蔽工程施工記錄和驗收簽證應(yīng)手續(xù)完整，工程量與竣工圖一致方可列入結(jié)算。

設(shè)計修改變更應(yīng)由原設(shè)計單位出具設(shè)計變更通知單和修改圖紙，設(shè)計、校審人員簽字并加蓋公章，經(jīng)建設(shè)單位和監(jiān)理工程師審查同意、簽證；重大設(shè)計變更應(yīng)經(jīng)原審批部門審批，否則不應(yīng)列入結(jié)算。

如對某綜合樓審核中，一份簽證單中寫明“由于結(jié)構(gòu)層加高和增加一套模板進行周轉(zhuǎn)施工，同意補貼施工單位 5萬元”。審查人員經(jīng)過多方了解及各項資料的查證，得出施工單位增加一套模板是為了彌補工程前期自身原因而延誤的工期，本工程并未提前完工，增加一套模板費用不應(yīng)補償；而樓層加高屬設(shè)計變更， 應(yīng)根據(jù)梁柱模板工程量套用定額計算超高支撐增加費。經(jīng)核算，結(jié)構(gòu)層加高而增加的超高支撐增加費約 1. 2萬元，可以計補，而簽證單中所述的補貼費用不予計取。

3、注意按圖核實工程數(shù)量及認真核實單價

竣工結(jié)算的工程量應(yīng)依據(jù)竣工圖、設(shè)計變更和現(xiàn)場簽證等進行核算，并按國家統(tǒng)一規(guī)定的計算規(guī)則計算工程量。結(jié)算單價應(yīng)按現(xiàn)行的計價原則和計價方法確定，不得違背；套定額結(jié)算時要注意所套用子目是否正確，同時要仔細核實材料價格。例如審核一項裝飾結(jié)算工程共九層，其中用到 20mm厚平面及 20 mm曲面水晶石分別為 783 m²、756 m²，送審單位全部按曲面水晶石 1200元 / m²進行結(jié)算，僅此一項核減材料價共 85.59萬元。另一項工程， 在材料表中有一規(guī)格的“鋼筋”共 82 “kg”， 送審單位按“3 658. 65元”的材料單位計入，顯然將計 量單位“kg”誤以 為“噸”來考慮，僅此一項，核減免材料價近 30萬元。

4、注意各項費用計取及防止各種計算誤差

定額計價時，建筑安裝工程的取費標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按合同要求或項目建設(shè)期間與計價定額配套使用的建筑安裝工程費用定額及有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，先審核各項費率、價格指數(shù)或換算系數(shù)是否正確，價差調(diào)整計算是否符合要求，再核實特殊費用和計算程序， 要注意各項費用的計取基數(shù)， 如安裝工程單位費用等是以人工費為基數(shù)， 這個人工費是定額人工費與人工費調(diào)整部分之和。工程竣工結(jié)算子目多、篇幅大，往往有計算誤差，應(yīng)認真核算，防止因計算誤差多計或少算。

5、注意理解工程量清單項目及計算規(guī)則

由于近幾年工程造價領(lǐng)域的改革步伐較大，新定額的修編、工程量清單的推廣，新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)尚處于執(zhí)行的初期階段，在招投標(biāo)階段未嚴(yán)格執(zhí)行清單計價規(guī)范，結(jié)算時便產(chǎn)生較大的意見分歧。相關(guān)規(guī)范中明確了項目編碼、項目名稱、項目特征、計量單位、工程量計算規(guī)則及工程內(nèi)容，這就要求在項目實施過程中嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行。但目前項目審核的部分項目，由于清單沒有項目特征描述，該 “項目”各施工工序中所用的材料品種及規(guī)格、各施工參數(shù)及技術(shù)數(shù)據(jù)不清晰， 導(dǎo)致清單報價缺乏基本計價依據(jù)。

有鑒于此，招標(biāo)人在招標(biāo)時應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行，一方面要做好招標(biāo)階段的前期準(zhǔn)備工作，另一方面要加強從業(yè)人員的專業(yè)技能和業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高，同時應(yīng)加大人力、物力與財力的投入，認真做好招標(biāo)文件工程量清單的編制工作，力求工程量清單準(zhǔn)確無誤、規(guī)范到位，從項目的源頭上杜絕隱患。

三、結(jié)束語

綜上所述，建設(shè)工程預(yù)結(jié)算的審核是一門專業(yè)性、知識性、政策性、技巧性很強的工作，工程造價預(yù)結(jié)算審核人員應(yīng)收集各種價格信息，掌握各種價格的行情和走勢，審核時認真、細致、不少算、不高估冒算，不存僥幸心理，這樣才能有效地控制工程造價。

參考文獻：

第5篇：預(yù)算控制法范文

近年來，磁懸浮技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如磁懸浮列車、主動控制磁懸浮軸承、磁懸掛天平、磁懸浮小型傳輸設(shè)備、磁懸浮測量儀器、磁懸浮機器人手腕、磁懸浮教學(xué)系統(tǒng)等。

目前，磁懸浮技術(shù)得到了長足的發(fā)展。如國內(nèi)外研究的熱點是磁懸浮軸承和磁懸浮列車。而應(yīng)用最廣泛的是磁懸浮軸承。磁懸浮沒有傳統(tǒng)的輪軌摩擦阻力，具有效率高、低能耗、無需、壽命長等優(yōu)點。因此磁懸浮列車能達到傳統(tǒng)陸地交通工具前所未有的運行速度，適合于解決土地面積有限、人口多、交通緊張的地區(qū)、城郊間交通運輸問題。磁軸承在能源、交通、機械、生命科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，磁懸浮系統(tǒng)是一個典型的非線性復(fù)雜系統(tǒng)。由于模型誤差和各種因素如外界干擾、磁鐵溫度變化等，都會使它的控制產(chǎn)生誤差，所以磁懸浮系統(tǒng)具有不確定性和開環(huán)不穩(wěn)定。而且很多磁

懸浮技術(shù)的應(yīng)用場景中都要求磁懸浮系統(tǒng)能夠具有較大的氣隙，這加大了它的控制難度，也使磁懸浮系統(tǒng)的控制更加具有研究價值和意義，

磁懸浮控制系統(tǒng)的建模與分析

本文采用香港固高科技有限公司設(shè)計制作的磁懸浮實驗裝置（如圖1所示）作為研究平臺。它是一個典型的吸浮式懸浮系統(tǒng)。使鋼球就可以懸浮在空中而處于平衡狀態(tài)。

系統(tǒng)采用光源和光電位置傳感器組成的無接觸測量裝置檢測鋼球與電磁鐵之間的距離的變化和變化率。采用磁鐵中控制電流的大小作為磁懸浮控制對象的輸入量。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。圖2磁懸浮控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本文采用Matlab/Simulink對系統(tǒng)進行建模仿真與實施控制實驗。Simulink可以用于建模、分析和仿真各種動態(tài)系統(tǒng)的交互環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。

PID控制器的搭建及算法介紹

PID控制器

傳統(tǒng)工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛最成熟的為PID控制器。即比例一積分一微分控制。PID控制器是一種線性控制器。它根據(jù)給定值和實際值構(gòu)成控制偏差，將偏差的比例、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制量。對被控對象進行控制。

磁懸浮控制系統(tǒng)是典型的非線性遲滯系統(tǒng)。所以難以為系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型。傳統(tǒng)的PID控制由于得不到精確的數(shù)學(xué)模型，并且動態(tài)性能較差，所以控制效果并不很理想。

算法介紹

粒子群優(yōu)化（Particle Swarm Optimization，PSO）算法。粒子群優(yōu)化算法（PSO）的基本思想是通過群體中個體之間的協(xié)作和信息共享來尋找最優(yōu)解，PSO的優(yōu)勢在于簡單容易實現(xiàn)并且沒有許多參數(shù)的調(diào)節(jié)。目前已被廣泛應(yīng)用于函數(shù)優(yōu)化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、模糊系統(tǒng)控制以及其他遺傳算法的應(yīng)用領(lǐng)域。

注意：這里調(diào)節(jié)微粒飛向自身最好的位置方向的步長。調(diào)節(jié)微粒向全局最好位置飛行的步長。

綜上所述，粒子群算法（PSO）的流程如下：初始化過程，對微粒群的隨機位置和速度進行初始設(shè)定；計算每個微粒的適應(yīng)值；對于每個微粒，將其適應(yīng)值與所經(jīng)歷過的最好位置Pi的適應(yīng)值進行比較，若較好，則將其作為當(dāng)前的最好位置；對每個微粒，將其m應(yīng)值與全局所經(jīng)歷的最好位置Pd的適應(yīng)值進行比較，若較好，則將其作為當(dāng)前的全局最好位置；根據(jù)方程上面的兩個進化方程對微粒的速度和位置進行進化；如未達到結(jié)束條件通常為足夠好的適應(yīng)值或達到一個預(yù)設(shè)最大代數(shù)。則返回。

PID控制器在MATLAB下的實現(xiàn)與仿真結(jié)果及對比

PID控制器和優(yōu)化算法

以粒子群優(yōu)化算法（PSO）為例介紹優(yōu)化算法是如何和傳統(tǒng)的PID控制相結(jié)合的。下圖中。粒子群算法與Simultnk模型之間連接的橋梁是粒子（即P/D控制器參數(shù)）和該粒子對應(yīng)的適應(yīng)值（即控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)）。優(yōu)化過程如下：PSO產(chǎn)生粒子群（可以是初始化粒子群，也可以是更新后的粒子群），將該粒子群中的粒子依次賦值給PID控制器的參數(shù)，然后運行控制系統(tǒng)的Simulink模型，得到該組參數(shù)對應(yīng)的性能指標(biāo)，該性能指標(biāo)傳遞到PSO中作為該粒子的適應(yīng)值。最后判斷是否可以退出算法。

性能指標(biāo)。通常在階躍函數(shù)作用下，測定或計算系統(tǒng)的性能。一股認為，階躍輸入對系統(tǒng)來說是最嚴(yán)峻的工作狀態(tài)，如果系統(tǒng)在階躍函數(shù)作用下的性能滿足要求足，那么系統(tǒng)在其他形式的函數(shù)作用下。其性能也是令人滿意的。本文中所用到的系能指標(biāo)如上圖所不：

當(dāng)采用PD控制器時建立的系統(tǒng)模型如圖3所示。

仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4PID控制器的系統(tǒng)仿真結(jié)果圖

上升時間0.12s，超調(diào)量57.7%，調(diào)節(jié)時間0.6s。

第6篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：功率控制 MMSE CDMA

中圖分類號：TN929 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0002-02

在CDMA移動通信系統(tǒng)中，由于多址接入干擾和信道頻率的選擇性衰落所引起的“遠近效應(yīng)”，一直是CDMA系統(tǒng)中亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。目前，主要運用功率控制和多用戶檢測這兩種技術(shù)來克服“遠近效應(yīng)”對于系統(tǒng)的影響。在下文中，將討論把功率控制和多用戶檢測相結(jié)合后的算法，并加以仿真。

1 系統(tǒng)模型

本文所分析的是加性高斯白噪聲（AWGN）下的CDMA系統(tǒng)的上行鏈路，調(diào)制方式為BPSK調(diào)制。我們假設(shè)共有N個移動臺和M個基站。其中，第i個移動臺的發(fā)射信號在其所屬基站的接收信號為：

從上面的論述中，我們可以發(fā)現(xiàn)，整個算法可以被分成兩個獨立的部分：首先可以計算各個移動臺相對應(yīng)的濾波器系數(shù)，然后就可以按照傳統(tǒng)的功率控制算法，求得各移動臺理想的發(fā)射功率。通過這兩個相對獨立的步驟，我們可以將功率控制和多用戶檢測有機的結(jié)合在一起。

2.1 基于SIR的功率控制算法

3 數(shù)學(xué)仿真的結(jié)果及比較

仿真的參數(shù)設(shè)置：擴頻增益G=150，信道增益=，各移動臺的目標(biāo)SIR，即=4（6dB），信道高斯噪聲的方差為。

圖1給出了傳統(tǒng)功率控制和基于MMSE的功率控制下的系統(tǒng)總功率的比較。

由圖1我們不難發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)的功率控制算法，需要迭代8～9次，才能達到系統(tǒng)總功率的飽和值，而采用基于MMSE的新的功率控制算法，則可以只通過兩次迭代，就基本達到總功率的飽和值。除了計算時間上的優(yōu)勢，基于MMSE的算法，可以使系統(tǒng)總功率較傳統(tǒng)算法下降2 dB，這對于整個系統(tǒng)而言是非常有益的。

同時，我們可以看到，基于MMSE的兩個分支算法，即基于SIR和基于MSE的功率控制算法，他們在迭代次數(shù)和迭代結(jié)果上，相當(dāng)?shù)囊恢?。這是因為：

4 結(jié)語

通過理論分析和數(shù)學(xué)建模仿真，結(jié)果表明：基于MMSE的功率控制算法相對于傳統(tǒng)的算法，可以更有效的控制系統(tǒng)的總功率，同時提高功率控制時趨于總功率飽和值的收斂速度。因此，這種新的功率控制算法在工程上有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1] Yong Liu，Tan F.Wong.Power Control Algorithms for MMSE Receivers in CDMA Systems[C]//Vehicular Technology Conference，Proceedings.VTC 2002-Fall.2002 IEEE 56th，2002：24-28.

[2] S.Verd?u.Multiuser Detection[M]. New York： Cambridge Univ. Press，1998.

[3] Viswanath P， Anantharam V， David N C. Optimal Sequences， Power Control， and User Capacity of Synchronous CDMA Systems with Linear MMSE Multiuser Recievers[J]. IEEE Trans.Inform.Theory， 1999， 45 （6）.

第7篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：PID控制；遺傳算法；Matlab仿真

0 引言

PID控制作為最早實用化的控制算法已有70多年歷史，現(xiàn)在仍然是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的一種控制規(guī)律。它所涉及的算法和控制結(jié)構(gòu)簡單，實際經(jīng)驗以及理論分析都表明，這種控制規(guī)律對許多工業(yè)過程進行控制時， 一般都能得到較為滿意的控制效果。隨著控制理論的發(fā)展，尤其是人工智能研究的日趨成熟，許多先進的算法理論逐漸被應(yīng)用到傳統(tǒng)的PID控制中，并取得了更為優(yōu)越的控制效果。本文就以傳統(tǒng)PID控制和遺傳算法理論為基礎(chǔ)，簡述了基于遺傳算法整定的PID控制基本理論和方法。

1 PID控制

通過將偏差的比例（Proportional）、積分（Integral）、微分（Derivative）進行線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進行控制，這種控制方法叫做PID控制。在自動控制發(fā)展的歷程中，常規(guī)PID控制得到了廣泛的應(yīng)用，整個控制系統(tǒng)由常規(guī)PID控制器和被控對象組成，根據(jù)系統(tǒng)給定值r（t）與實際輸出值y（t）存在的控制偏差e（t）=r（t）-y（t）組成控制規(guī)律。PID控制器將偏差e（t）的比例-積分-微分通過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進行控制。其基本控制規(guī)律為

式中，Kp為比例增益，Ti為積分時間常數(shù)，Td為微分時間常數(shù)，u（t）為控制量，e（t）為偏差。

2 遺傳算法基本操作

遺傳算法，簡稱GA（Genetic Algorithms），是由美國Michigan大學(xué)的Holland教授于上世紀(jì)六十年代率先提出的一種高效并行全局最優(yōu)搜索方法。遺傳算法是模擬達爾文生物進化論的自然選擇和孟德爾遺傳學(xué)機理的生物進化過程的計算模型，它將“優(yōu)勝劣汰，適者生存”的生物進化理論引入優(yōu)化參數(shù)形成的編碼串聯(lián)群體中，按所選擇的適配值函數(shù)通過遺傳中的復(fù)制、交叉和變異對種群個體進行篩選，并保留適配值高的種群個體，組成新的群體。新的群體既繼承了上一代的種群信息，又包含有優(yōu)于上一代的個體信息，這樣周而復(fù)始，種群中個體的適應(yīng)度不斷提高，直到滿足一定的特定條件而停止運算，從而得到最優(yōu)解。

遺傳算法的關(guān)鍵技術(shù)包含以下幾個方面：

（1）遺傳編碼：遺傳算法的編碼方式主要有二進制編碼、十進制編碼、實數(shù)編碼等。二進制編碼是比較常見的編碼方式，它將解空間編碼成二進制串，然后對其進行遺傳算法運算，二進制編碼既符合計算機處理信息的原理，也方便了對染色體進行復(fù)制、交叉和變異等操作，但它通常都需要進行參數(shù)進制轉(zhuǎn)換，需要對高維參數(shù)進行編碼時很難平衡編碼長度和變量精度之間的關(guān)系，算法的執(zhí)行效率也是一大問題。實數(shù)編碼將問題的解用一個實數(shù)來表示，解決了編碼對算法精度和存儲空間的影響，精度高，便于大空間搜索，適于高維復(fù)雜優(yōu)化問題。

（2）適應(yīng)度評估：遺傳算法依照與個體適應(yīng)度成正比的幾率決定當(dāng)前種群中各個個體遺傳到下一代群體中的機會，個體適應(yīng)度大的個體更容易被遺傳到下一代，而用來衡量個體適應(yīng)度大小的函數(shù)則被稱為個體適應(yīng)度函數(shù)。為正確分析遺傳概率，通常要求所有個體的適應(yīng)度必須為非負值，因此需要確定由目標(biāo)函數(shù)到個體適應(yīng)度值之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則。

（3）遺傳算子：遺傳算法的遺傳算子主要包括選擇算子、交叉算子和變異算子。選擇算子是指從當(dāng)前種群中根據(jù)“優(yōu)勝劣汰、適者生存”的自然原理，選擇適應(yīng)度值高的個體以產(chǎn)生池的過程。選擇的主要目的是避免有效基因的損失，提高全局收斂性和計算效率，通常使用的方法有適應(yīng)度比例法、期望值法、排位次法等；交叉算子是指將兩個父代個體的相關(guān)染色體的特定基因，加以重組排列出新個體的過程。交叉算子是遺傳算法的核心，并決定遺傳算法的收斂性和、，可提高算法執(zhí)行過程中的優(yōu)化效率，常用的交叉運算方式有單點交叉、多點交叉和均勻交叉運算等；變異算子是指以一定的概率模擬自然界生物進化中染色體上某等位基因發(fā)生的突變現(xiàn)象，從而改變遺傳基因的過程。若只有選擇和交叉，而缺乏變異，則有可能使進化過程在早期就陷入局部解而進入終止過程，造成算法的早熟收斂，變異操作一定程度上克服了這種情況，有利于在盡可能大的空間中獲得質(zhì)量較高的優(yōu)化解。

（4）算法參數(shù)：遺傳算法運行時有幾個參數(shù)需要在種群初始化或者種群進化過程中進行合理的選擇和控制，主要包括個體編碼長度l、群體規(guī)模M（一般取20～100）、終止進化代數(shù)G（一般取100～500）、交叉概率Pc（一般取0.4～0.99）和變異概率Pm（一般取0.0001～0.1）。

3 基于遺傳算法的PID控制

在傳統(tǒng)的控制理論當(dāng)中，PID控制的好壞主要取決于三個控制參數(shù)調(diào)節(jié)的好壞，而遺傳算法的出現(xiàn)則提供了一種優(yōu)化參數(shù)調(diào)節(jié)的可行方法。利用遺傳算法對PID控制參數(shù)進行尋優(yōu)并尋找合適的控制參數(shù)，使得設(shè)定的性能指標(biāo)達到最優(yōu)化，這就是基于遺傳算法的PID控制的基本思想。

選取被控對象為二階傳遞函數(shù)，采樣時間為1ms，

采用10位二進制編碼方式，樣本群體規(guī)模為M=30，終止進化代數(shù)G=100，交叉概率為Pc=0.60，變異概率為Pm=0.001，進行Matlab仿真實驗，其階躍響應(yīng)如圖1所示。

4 結(jié)果討論

由Matlab仿真實驗結(jié)果可見，基于二進制編碼遺傳算法的PID控制階躍響應(yīng)過渡平穩(wěn)，能快速達到控制要求，控制效果較為優(yōu)良。根據(jù)遺傳算法的特性，在實際應(yīng)用中通過改變編碼方式、交叉變異概率、樣本數(shù)量及終止進化代數(shù)等參數(shù)都能顯著影響到控制效果，這也為進一步提升遺傳算法的優(yōu)化方案指明了發(fā)展方向。

參考文獻

[1] 劉金琨. 先進PID控制及Matlab 仿真[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社，2011.

[2] 侯志強. 基于遺傳算法的PID控制參數(shù)優(yōu)化在爐溫監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 長沙：中南大學(xué)，2012.

[3] 朱成娟. 遺傳算法的改進及其若干應(yīng)用[D]. 秦皇島：燕山大學(xué)，2006.

[4] 葛繼科，等. 遺傳算法研究綜述[J]. 計算機應(yīng)用研究， 2008，10：2911-2916.

第8篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：倒立擺；可拓控制；仿真

中圖分類號：TM571文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)17-4202-04

Research on Linear Inverted Pendulum Based on Extension Control

ZHANG Wei-wei1, YU Zhang-ping2

(1.Tianhe College, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou 510540, China; 2.Siemens Building Technologies (Tianjin) Company Limited, Guangzhou 510620, China)

Abstract: The paper gives single inverted pendulum systems’model structure. Extension controller is designed on linear 1-stage inverted pendulum system, and the MATLAB simulation is researched.It compares to PID controller and research more, improved algorithm and SIMULINK.

Key words: inverted pendulum; extension control; simulation

倒立擺的穩(wěn)定性控制研究由來已久,針對倒立擺這樣一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)，為了使倒立擺能夠在一定的干擾下也能實現(xiàn)穩(wěn)定控制，必須設(shè)計合理的控制器，參考當(dāng)前國內(nèi)外相關(guān)資料可以知道，很多種控制算法都可以實現(xiàn)對倒立擺的控制，例如PID控制，模糊控制，LRQ控制和狀態(tài)反饋控制等?，F(xiàn)在我們來研究設(shè)計可拓控制器實現(xiàn)的倒立擺穩(wěn)定性控制。

1直線一級倒立擺建模分析

假設(shè)為理想條件，空氣阻力忽略不計，摩擦力為零，直線一級倒立擺系統(tǒng)就可以抽象成勻質(zhì)桿和小車組成的系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1直線一級倒立擺示意圖

圖中各參數(shù)取值如表1所示：

表1參數(shù)取值及其物理意義

2可拓控制

可拓控制是在蔡文等學(xué)者提出的可拓學(xué)的基礎(chǔ)上提出來的，以信息轉(zhuǎn)換的角度去分析控制問題的理論與方法。可拓控制是以控制輸入信息的關(guān)聯(lián)度（合格度）作為分析計算控制輸出校正量的依據(jù)。進行可拓變換后，能夠使被控參數(shù)轉(zhuǎn)移到合格范圍內(nèi)，由此就解決了控制系統(tǒng)中需要控制和不可控之間的矛盾問題。

2.1基本概念【1】

由于可拓控制目前處在研究初期，先對可拓控制基本概念進行簡單介紹1）特征量

描述系統(tǒng)狀態(tài)的典型變量稱為特征量，用C表示。2）特征狀態(tài)

由特征量描述的系統(tǒng)狀態(tài)稱為特征狀態(tài)，用S表示，如

3仿真分析

利用傳遞函數(shù)做控制仿真，控制模型仿真圖如圖2所示，圖中有PID算法控制和基本可拓控制兩種方案，其中可拓控制算法的實現(xiàn)在S函數(shù)中編程實現(xiàn)，采用的是MATLAB語言。

4基本可拓控制器的改進

K等，參數(shù)整定過程過多的依賴人為經(jīng)驗，整定較困難。針對本論文中的單輸入單輸出的倒立擺系統(tǒng)，為提高可拓控制器的實用性，應(yīng)適量減少控制器整定參數(shù)數(shù)量，縮短整定周期。在可拓控制征量要根據(jù)要求和專家經(jīng)驗進行選取，如果選取的特征量在表征系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)過程特征中都很重要，就不需要整定特征模式中設(shè)置每個特征量的加權(quán)系數(shù)，即設(shè)定相關(guān)特征模式加權(quán)系數(shù)為

在基本可拓控制中對仿真結(jié)果進行分析，在穩(wěn)態(tài)性能方面，兩者的穩(wěn)態(tài)誤差都符合要求，在動態(tài)性能方面基本可拓控制在快速性方面比較好用可拓控制與PID控制相結(jié)合的方法，對平穩(wěn)性及快速性都有提升。

參考文獻：

[1]劉微容.可拓控制器設(shè)計方法研究[D].蘭州:蘭州理工大學(xué),2007.

[2]楊春燕,蔡文.可拓工程[M].北京:科學(xué)出版社.2007.

第9篇：預(yù)算控制法范文

關(guān)鍵詞：工程造價預(yù)結(jié)算；主要因素；成本控制；方法

0前言

目前，我國正處于在一個發(fā)展迅速的大數(shù)據(jù)信息化網(wǎng)絡(luò)時代，并且伴隨著我國社會經(jīng)濟水平的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信建設(shè)行業(yè)發(fā)展的速度也越來越迅速，但在整個過程中，通信線路施工工程造價中預(yù)結(jié)算和施工成本管理之中依舊存在一定的問題，這些問題的存在將會嚴(yán)重影響到通信行業(yè)的后續(xù)發(fā)展。為了更好地改善這一現(xiàn)狀，必須更好地整理這類問題，分析這一問題出現(xiàn)的主要原因，制定出更加完善和合理的制度進行管理，提升管理整體力度，為企業(yè)節(jié)省更多的施工成本，確保通信建設(shè)行業(yè)可以更加長遠穩(wěn)定的發(fā)展。

1影響通信工程造價預(yù)結(jié)算的主要因素

1.1宏觀環(huán)境

在通信建設(shè)行業(yè)當(dāng)中，大多數(shù)的線路施工項目都需要耗費非常多的時間，但是在整個線路工程的施工過程當(dāng)中，由于市場經(jīng)濟的原因，許多的施工材料價格也會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，導(dǎo)致施工造價也出現(xiàn)一定的變化。或者是因為工程施工技術(shù)的改善，使得項目施工量以及項目的損耗量得到了很大程度的降低，施工成本降低，導(dǎo)致整個工程項目造價的預(yù)算結(jié)果發(fā)生改變。此外，某些項目在施工時，國家可能會出臺一部分的政治措施以及法律法規(guī)，使得施工所需的材料和技藝受到影響，進而使得工程預(yù)算結(jié)果發(fā)生滯后。

1.2施工方案的變更

通信線路施工屬于綜合性比較強、施工工藝相對簡單。尤其是線路施工規(guī)范，如若在工程施工過程中，國家或者是政府出臺了新的施工要求，施工方就需要依據(jù)最新的要求進行項目的施工，這也就導(dǎo)致了施工節(jié)奏的變慢以及方案的變化。此外，如果施工所在地方地形出現(xiàn)變化，也會導(dǎo)致實際施工情況和設(shè)計方案存在一些差距。這類方案的變更均會對工程造價造成一定的影響。

1.3材料價格變化

由于市場經(jīng)濟的影響，施工材料的價格常常處于變化之中，但是許多的通信工程造價的預(yù)結(jié)算材料價格成本都是依據(jù)工程造價管理部門定期所的價格信息進行一定的調(diào)節(jié)的。在這一背景之下，價格在下次部門之前都是固定不變的。然而，市場之中材料的價格卻是一直處于波動狀態(tài)的，這樣就導(dǎo)致了部門公布價格和市場價格之間的差異性，導(dǎo)致造價員在進行工程預(yù)結(jié)算的計算過程之中難免會發(fā)生一些差異，導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確。

1.4現(xiàn)場簽證的影響

在施工過程當(dāng)中，現(xiàn)場簽證是不可或缺的環(huán)節(jié)。因此通信建設(shè)工作自身所存在的復(fù)雜性，使其必然牽涉到各個方面不同的施工內(nèi)容，所牽涉的施工內(nèi)容又有著非常強的不可預(yù)知性。所以，在大多數(shù)施工項目之中均會采取現(xiàn)場簽證的方式來控制施工過程，尤其是施工環(huán)境較為復(fù)雜或者是條件比較差的線路施工項目[1]。但是，因為現(xiàn)場簽證容易被影響以及人為因素的原因，使得現(xiàn)場簽證在施工成本方面存在較大的變動，最終影響到后續(xù)的預(yù)結(jié)算工作。

2通信工程成本控制的主要方法

2.1對工程造價之中的預(yù)算工作管理力度進行強化

成本管理是通信工程設(shè)計項目中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對企業(yè)的經(jīng)濟效益有著重要的影響。企業(yè)在進行投標(biāo)之前都會先對項目進行一定的施工預(yù)算，以此來對自身在項目當(dāng)中的投資收益水平和盈利空間進行計算，所以對工程預(yù)算工作管理進行一定的強化。首先在正式招標(biāo)前，招標(biāo)單位會舉行答疑會，施工單位可以在答疑會當(dāng)中就招標(biāo)文件內(nèi)容、招標(biāo)細則、設(shè)計圖紙進行了解。其次，施工單位需要將投標(biāo)過程之中細致環(huán)節(jié)進行把控，成立專業(yè)的投標(biāo)小組進行管理。仔細計算項目之中的工程量，并且嚴(yán)格審查招標(biāo)圖紙的準(zhǔn)確性。最后，企業(yè)需要依據(jù)施工單位自身情況和工程報價編制情況，依據(jù)投標(biāo)方式和策略來確定報價，提升報價的合理性。

2.2提升對材料市場的掌控力

通信線路施工工程造價預(yù)結(jié)算結(jié)果的最主要影響因素是材料價格，施工方必須對施工過程之中有可能涉及到的施工材料價格進行及時和全面的掌握，對進入到施工現(xiàn)場的材料價格和質(zhì)量進行嚴(yán)格的控制。相關(guān)的工作人員需要采取多方面和多元化的方式對施工過程之中所需材料的價格波動情況和臨界點進行知曉，除此之外，施工單位以及企業(yè)還可以根據(jù)自身的情況和方向制定出比較完善的施工材料信息收集體系，采取計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)建具有現(xiàn)實作用的市場價格信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[2]。依據(jù)材料在市場之中的區(qū)域差異、規(guī)格和時間差異編制出比較全面和完善的材料價格信息管理庫，施工企業(yè)也可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫來進行招標(biāo)編制，確保企業(yè)利潤的最大化。

2.3對材料用量進行嚴(yán)格控制

通信線路施工成本的主要部分在于施工的材料，由于施工技術(shù)含量低施工工藝相對簡單，所以也就導(dǎo)致施工成本增加，對工程材料進行嚴(yán)格全面的把控一直是通信線路施工的關(guān)鍵。一般來說，線路項目施工成本之中，施工現(xiàn)場測量的不準(zhǔn)確其對于施工成本造價的影響是非常大的[3]。所以，在施工過程當(dāng)中，施工單位必須對材料進場價格和用量進行嚴(yán)格的控制，制定出比較完善的材料監(jiān)督制度，確保材料的及時回收和合理利用。