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關鍵詞:廣義預測控制; PID控制; 性能分析; 加熱爐溫度控制系統
中圖分類號:TP273 文獻標識碼: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);西安文理學院重點建設專業基金資助項目(ZY20080506)
0 引 言
廣義預測控制(GPC)是一種通過在線辨識獲得模型參數,再利用模型參數實現多步預測和滾動優化的自適應模型預測控制算法,因此廣義預測控制既有一般模型預測控制的特點,又有自適應控制的特點[1]。由于采用傳統的參數化模型,模型參數較少,易于在線辨識,而引入不相等的預測水平和控制水平,使系統設計更靈活[2]。然而實際反饋信息基礎上的反復優化,使GPC對建模誤差和環境干擾等不確定性具有很強的適應力,而目標函數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,出現了多種新的算法,并且在工業和航空航天等領域獲得了很多成功的應用[3]。
1 廣義預測控制器[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)分別是系統的輸出、輸入和噪聲信號。控制器的目標函數為:
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)的預測值;N,Nu和λ分別代表預測步長、控制步長和控制量加權因子;w(t+j)是設定值的柔化序列,由下述方程產生。
w(t)=y(t),w(t+j)=αw(t+j-1)+
(1-α)yr(t),j=1,2,…,N(3)
式中:yr(t)為當前設定值;α為柔化因子,0
為了得到j步后輸出y(k+j)的最優預測值,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測模型參數,構成自校正控制器[7]。設時變模型為:
(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)
將模型參數與數據參數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測模型參數:
(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,如圖1所示,系統中采用6臺設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/氣轉換器[8]。
圖1 加熱爐溫度控制系統
加熱爐的燃料是通過具有引風特性的噴嘴進入加熱爐的,風量能自動跟隨燃料量的變化按比例地增加或減少,已達到經濟燃燒。故選進入爐內的燃料量為控制變量。通過實驗可得加熱爐的數學模型為:
G01=[9.9/(120s+1)]e-80 s
溫度傳感器及其變送器的數學模型為:
G02=0.107/(10s+1)
即廣義被控對象的數學模型為:
G0=1.06e-80s/[(120s+1)(10s+1)]
首先選用PID控制器:設定控制所用PID調節器的傳遞函數為:
Gc=9 286s2+240s+1.5521s2+145s
所得系統的輸出曲線如圖2所示。
再應用廣義預測算法:預測模型為CARIMA模型,其中預測時域N為10,控制時域Nu為2,加權系數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形式:
yr(k+j)=cjy(k)+(1-cj)yd(k+j)
式中:c=0.2;yd為輸出設定值。所得系統輸出曲線如圖3所示。
圖2 PID控制階躍響應
圖3 GPC控制階躍響應
4 結 語
從仿真結果可以得出:對加熱爐采用本文所提出的廣義預測控制算法,不僅能夠得到穩定的控制曲線和滿意的動態性能,而且可以改善跟蹤效果,控制精度高,也更加平穩,提高了控制品質,更適用于工業應用[10-11]。
參考文獻
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關鍵詞:可拓控制;關聯度;控制仿真;Matlab
中圖分類號:TP391.9 文獻標識碼: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的基礎上提出的從信息轉換的角度來處理控制問題的理論與方法。可拓控制以控制輸入信息的合格度(關聯度)作為確定控制輸出校正量的依據,通過可拓變換,使被控信息轉換到合格的范圍內,解決控制系統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計方法,并探討了特征模式劃分與關聯度計算等問題;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習可拓控制結構。
該文在上述研究的基礎上,提出了一種改進的可拓控制算法,并對其進行仿真研究。研究結果表明,其算法具有簡單、快速等優點。
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化關系理論與方法應用到控制問題研究上,通過將不合格范圍內的控制變量轉化到合格范圍內,從而使控制效果從不滿意轉化到滿意。基于這種思想,建立了如圖1所示的可拓控制器的結構框圖。
圖1 可拓控制器結構圖
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習可拓控制器的結構圖。由圖可知,特征量選取,特征模式劃分,關聯度計算,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驗和知識對參數進行整定,作為基本可拓控制器的補充和完善,完成對基本控制的優化,保證良好的控制效果,同時反映可拓控制所強調的矛盾轉化問題。
1.1 可拓控制的基本概念
首先介紹與可拓控制相關的基本概念:
(1)特征量:表征系統運動狀態的變量,記為C;
(2)特征狀態:由特征量C描述的系統狀態,記為S;
(3)經典域:由控制指標決定的系統特征狀態的取值范圍;
(4)可拓域:控制器輸出隨系統特征狀態可調整到合格范圍內的特征狀態的取值范圍;
(5)非域:系統輸出不能被調整到合格范圍內的特征狀態的取值范圍;
(6)可拓集合:可拓域內建立的關于特征狀態的集合;
(7)特征狀態關聯度:當前的特征狀態與系統控制目標可拓集合之間的關系,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:由特征量表示系統運動狀態的典型模式,記為:Φi=fi(C1,C2,…,Cn),i=1,2,…,r。其中:Φi表示第i個特征模式;fi表示關于Φi的模式劃分;
(9) 測度模式:根據特征狀態關聯度劃分的模式,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的特征量,并將特征狀態劃分為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,系統可調的最大偏差和偏差微分分別為em和m。關于特征狀態S(e,)的可拓集合可用圖2表示,其中陰影部分代表經典域。
圖2 二維可拓集合S(e,)
設特征平面e-的原點為S0(0,0),記M0= e2om+ 2om ,M-1= e2m+ 2m ;定義平面內任意一點到原點的距離為Ds=e2+2,稱為狀態距[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是由系統所處的特征模式決定的;X表示經典域。
特征狀態關聯度K(s)表明了系統特征狀態S與特征狀態(e,)的可拓集合的關聯程度,由此測度模式的劃分,即關聯度在[-1,0]范圍內的特征狀態的劃分可表示如下:
(1) 測度模式M1,Ф雜Φ奶卣髯刺處于經典控制域內。
M1={s|K(s)≥0}
(2) 測度模式M2,Ф雜Φ奶卣髯刺處于可拓域內。
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。
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)分別為控制器當前時刻和前一時刻的輸出;y(t)為當前時刻被控量的采樣值;k為過程的靜態增益;Kci為第M2i個測度模式的控制系數;K(s)為特征狀態S的關聯度; sgn(e)為偏差的符號函數,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確性,取法如下:
ε=Ki∫t0edτ+Kpe,|e|≤δ
0,|e|>δ
其中:Ki,Kp為適當常數;δ為小正數。
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。其整定過程依靠人們的經驗知識,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,通過仿真實驗發現,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,采用狀態距Ds=e2+2來代替原有參數的整定。
(1) 測度模式M1。
經典控制域在完全可控的范圍內,而可拓控制主要是在可拓域內發揮作用,因此在此范圍內采用PID控制算法,旨在補償經典域內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)分別為控制器當前時刻和前一時刻的輸出;y(t)為當前時刻被控量的采樣值;k為過程的靜態增益;Kci為第M2i個測度模式的控制系數;K(s)為特征狀態S的關聯度;D(s)為狀態距;p為修正因數;sgn(e)為偏差的符號函數,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典域,處于非域范圍內,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,并與傳統的可拓控制算法和PID控制算法進行比較。其中,PID控制參數的選取均采用Ziegler-Nichols方法整定后的參數,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果
圖3中,PID表示PID控制輸出,EC表示傳統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,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定值,而且超調量也比較小。
2.2 延遲對象
取延遲對象傳遞函數為: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果
由4圖中曲線可知,在誤差允許范圍內,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能更快地收斂于穩定值;與EC相比,除了能更快地收斂外,IEC的波動較小、超調量幾乎為0。
2.3 非線性對象
取非線性對象為開環傳遞函數G(s)=1/(10s+1)4У牡ノ環蠢∈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果
由圖5中曲線可知,在誤差允許范圍內,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能更快地收斂于穩定值;與EC相比,除了能更快的收斂外,IEC的波動和超調量均較小。
3 結 語
從仿真研究來看,改進的可拓控制算法具有參數整定簡單、響應快速且穩定等特點。并應用于線性對象、
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。結果證明了可拓控制具有良好的控制品質和較好的自學習能力,有較好的發展前景。
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。
余永權 男,1947年出生,教授、博士生導師。主要研究方向為進化算法、可拓工程、嵌入式系統。
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。
【關鍵詞】衛星通訊 數字羅盤/GPS組合 姿態解算 定向控制
一、引言
移動載體衛星通訊可應用于海上氣象衛星云圖接收,野外作業車、衛星電視、衛星上網、視頻電話以及軍事部隊“動中通” 等非常廣泛的領域[1]。衛星天線定向技術是實現移動載體衛星通訊的關鍵技術。LOS平臺定向穩定算法對傳感器參數漂移影響定向穩定進行了補償,該算法在一定程度上降低了系統定向誤差,提高了系統定向精度。利用現有的姿態和航向傳感器直接提供載體姿態信息,利用GPS信號測得載體的方位信息,令姿態解算算法得以簡化,增強系統魯棒性,降低了定向伺服系統遲滯時間。
二、定向控制姿態解算算法原理
(一)坐標系選擇
在算法的設計中,需要用到兩種坐標系:地理坐標系和載體坐標系。
1.地理坐標系――
地理直角坐標系的原點o選在載體(汽車、艦船等)重心處,OZt軸與通過o點的重垂線相重合,即OZt軸垂直于該點的大地水平面,向上為正。XtOYt平面與原點的大地水平面相重合,OXt指向正北,OYt指向正東。通常稱為北東天坐標系。
2.載體坐標系――OXbYbZb
載體坐標系OXbYbZb的原點是載體重心o,橫軸OXb沿載體首尾方向指向頭部,縱軸OYb指向載體右側,OZb垂直于載體平面,OXbYbZb坐標系構成左手直角坐標系。當載體沒有縱搖和橫滾運動時,XbOYb平面即為水平面,OZb軸沿鉛垂線指向天頂。當載體出現縱搖和橫滾運動時,載體坐標系OXbYbZb隨著載體發生縱搖和橫滾。
(二)姿態解算
設在地理坐標系 ―和載體坐標系―下,由數字羅盤測得的三姿態分別為:H(方位),P(俯仰),R(橫滾)。假定開始時載體坐標系和地理坐標系重合,由于載體運動,載體姿態發生變化,因其兩坐標原點始終不變(載體重心),相當于載體坐標系繞原點經過方位,俯仰和橫滾進行三次旋轉。則由H 、P 、R 求出轉換矩陣(姿態矩陣) 如下:
根據以上式子,求得載體坐標系下天線的方位角和俯仰角如下:
三、仿真分析及實驗
采用此算法,在Simulink環境下對系統全數字仿真。仿真條件為,以亞太2號同步衛星為定向控制目標點,可知載體的姿態擾動為:轉動平臺的3軸帶寬分別為3.3Hz、3Hz和3Hz,仿真時間為200s。數字羅盤的角度精度為±0.02°;隨動平臺的角速度測量精度為±0.3°;載體的姿態角測量精度為±0.5°。取80s到120s,仿真得到天線3軸姿態角誤差為±0.2°,滿足設計要求。
四、結束語
結果表明,采用該算法的系統具有較好的跟蹤定向能力。另一方面,由于數字羅盤易受到鐵磁性物體干擾以及其本身響應頻率較低的缺點,導致實際環境下的姿態角誤差比仿真環境下大,系統在非理想環境下(周圍磁場干擾、載體震動頻率等)如何進行誤差補償仍值得進一步研究。
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關鍵詞:工程造價;預結算審核;問題;方法
建設工程預結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、考核企業經營管理水平的依據,也是審查機關掌握投資狀況,監督經濟活動的重要依據。這就要求工程預結算應有高度的科學性、準確性及權威性。預結算審核根據工程的設計、預算、招投標底,重大設計變更情況,結合工程建設的實際,按照規范化的操作規程,公開、公平、公正地對工程項目的結算以及工程建設過程發生的費用進行審查,剔除一些不合理不合法的費用,合理確定工程造價及建設費用的工作。工程預結算審核要求從業人員應具備全面、實時的工程技術、經濟、法律、管理知識。在預結算的編審過程中,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,因而編審結果存在不同程度的差距。因此,分析與探討建設工程項目預結算審核中存在的問題與對策具有很強的現實意義。
一、建筑工程造價預結算審核過程中的常見問題
1、技術標與商務標脫離
近兩年來,建筑工程在招標中普遍采用的是實物工程量清單招投標,施工企業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生的直接費、間接費、稅金和利潤等。此外,技術標內的施工組織設計或施工方案確定的數量,主要是由施工企業在商務標里以非實物形態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卻往往把屬標內應考慮的技術措施費項目納入到了造價計取工程的費用當中去。由此可見,技術標與商務標是明顯脫離的施費項目納入到了造價計取工程的費用當中去。由此可見,技術標與商務標是明顯脫離的。
2、施工圖與竣工圖沒有進行有效的區分
由于施工圖是工程項目招標和工程施工的重要依據,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的沒計變更、聯系單變更等。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,但是一些大中型復雜的工程仍然將兩者混合在一起,許多企業甚至將已經取消的施工圖列入到造價中去,以此來計取工程的費用。
3、聯系單工程變更
在工程施工中,變更聯系單是圖紙改變的關鍵性因素,施工單位由于在建設的時候把關不嚴,使得變更聯系單沒有及時的去辦理,時間一拖就會造成聯系單不齊全或者模糊不清。除此之外,有些施工企業還利用聯系單弄虛作假,辦理有利于自己企業的聯系單,故意或惡意的刪除不利于自己企業的有關內容,這也就造成了施工中工程造價的增加。
4、材料價格標準提高
由于在施工中所產生的材料價格和定額消費量對工程造價的影響較大,許多施工企業出現編制虛假造價,故意隱瞞材料價格和材料的用量。企業中對一些特種材料的高估現象較為普遍,這也是建筑企業工程造價相對偏高的主要原因,一些企業在施工的時候使用質量較低的低等材料,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時暫定的價錢,卻高于招標暫定價。
二、工程預結算審核的主要措施
1、注意核對合同條款,結合實地考察
首先,應該對竣工工程內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算。對此,無論是建設單位還是施工單位,對工程資料的編制審查應引起高度重視。施工單位首先應本著實事求是的工作態度,遵守職業道德,客觀真實的編制工程資料。建設單位應加強審查工作。審核人員則應把好最后審核關,做到實地考察、現場復測,以確保工程資料準確、真實、可靠。其次,應按合同約定的結算方法、計價定額、取費標準、主材價格和優惠條款等,對工程竣工結算進行審核,若發現合同開口或有漏洞,應與建設單位與施工單位認真研究,明確結算要求。例如在審核一教學樓工程結算時,送審增加“優良工程增加費”17 . 47萬元,因工程投標質量標準及合同已明確為優良工程,其優良工程增加費應在投標報價內綜合考慮,所以在結算時取消該項費用。
2、注意檢查隱蔽驗收記錄及核查設計變更簽證
所有隱蔽工程均需進行驗收,兩人以上簽證;實行工程監理的項目應經監理工程師簽證確認。審核竣工結算時隱蔽工程施工記錄和驗收簽證應手續完整,工程量與竣工圖一致方可列入結算。
設計修改變更應由原設計單位出具設計變更通知單和修改圖紙,設計、校審人員簽字并加蓋公章,經建設單位和監理工程師審查同意、簽證;重大設計變更應經原審批部門審批,否則不應列入結算。
如對某綜合樓審核中,一份簽證單中寫明“由于結構層加高和增加一套模板進行周轉施工,同意補貼施工單位 5萬元”。審查人員經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補償;而樓層加高屬設計變更, 應根據梁柱模板工程量套用定額計算超高支撐增加費。經核算,結構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量及認真核實單價
竣工結算的工程量應依據竣工圖、設計變更和現場簽證等進行核算,并按國家統一規定的計算規則計算工程量。結算單價應按現行的計價原則和計價方法確定,不得違背;套定額結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準應按合同要求或項目建設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規定執行,先審核各項費率、價格指數或換算系數是否正確,價差調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, 如安裝工程單位費用等是以人工費為基數, 這個人工費是定額人工費與人工費調整部分之和。工程竣工結算子目多、篇幅大,往往有計算誤差,應認真核算,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則
由于近幾年工程造價領域的改革步伐較大,新定額的修編、工程量清單的推廣,新規范、新標準尚處于執行的初期階段,在招投標階段未嚴格執行清單計價規范,結算時便產生較大的意見分歧。相關規范中明確了項目編碼、項目名稱、項目特征、計量單位、工程量計算規則及工程內容,這就要求在項目實施過程中嚴格按規范執行。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格、各施工參數及技術數據不清晰, 導致清單報價缺乏基本計價依據。
有鑒于此,招標人在招標時應嚴格按規范執行,一方面要做好招標階段的前期準備工作,另一方面要加強從業人員的專業技能和業務素質的提高,同時應加大人力、物力與財力的投入,認真做好招標文件工程量清單的編制工作,力求工程量清單準確無誤、規范到位,從項目的源頭上杜絕隱患。
三、結束語
綜上所述,建設工程預結算的審核是一門專業性、知識性、政策性、技巧性很強的工作,工程造價預結算審核人員應收集各種價格信息,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:
[關鍵詞]建筑工程;預結算;管理;控制
中圖分類號:F275.3 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)10-
隨著市場經濟的變革和發展,在建筑工程項目中對施工企業的經濟管理要求也日趨增高,各級領導的重視度也隨之有所提高。為加強施工企業單位的內部經濟管理,其在建設工程項目中的預結算管理和控制必須得到提高和保證。
1.當前建筑工程項目預結算存在的問題
1.1預算與概算概念分不清楚
對預算的嚴格和細致認識不到位,導致要求不嚴格,從而走形式主義,預算做成了概算。再者在預算過程當中,只粗略做出了年度計劃,沒有根據預算總體細致到極度預算或者月預算,在年度當中的不可控因素遠遠大于季度和月份,導致無法在突發改變中及時管理和控制預算,使得總體預算管理和考核產生極大困難。
1.2編制基礎薄弱
在建筑工程項目預結算時,編制基礎薄弱使得預結算不能按照成本的動態來分解和控制,而是單純按照以往的歷史數據或者領導層、經理層的簡單討論和主觀判斷,下達一個過于粗略的數字,這就造成了相關部門對預結算的控制操作難度較大,執行起來較為困難。
1.3預結算的管理缺乏彈性
建筑工程的預結算體系和制度不能是僵化的、一成不變的,應當在施工過程中根據實際工程進展情況在適當的時候做出相對適當的調整,可采取半年調整或根據情況采取其他調整周期,使得之前未曾預見到的市場因素或內部環境變化導致的預結算撥動及時被納入與甲酸管理范疇,使得預結算更加切合實際和可行。
1.4相應預結算考核制度不完善
考核制度的缺乏造成了相關單位和部門對預結算的執行和額編制脫離,出現重編制,輕執行的現象。預結算并不是企業施工的硬性約束,而是一個大致的指導和參考。部門建設工程項目的管理人員即便意識到了預結算管理的重要性,但卻沒能真正透徹理解預結算管理與績效管理之間的關系,以致不能將預結算管理與績效管理有效結合,這樣的情況必然導致事倍功半的效果,甚至不符合預結算的結果。
2.建筑工程預結算編制
基礎資料的搜集和分類管理是做好預結算的前提和基礎準備,包括竣工的圖紙以及相關說明、施工的組織設計、專項設施施工方案等,還有相關簽證單、變更聯系單、該工程的招標和投標文件等等。要做好資料的管理和保存完整,為做好預結算奠定基礎。
建筑工程預結算的準確性和實際性與現場的施工條件、方法、施工設計變更、運用機械等有密切的關系,這些資料都必須要到施工現場深入考究才能得到。很多建筑工程項目的甲乙雙方竣工時在結算方面發生爭執很大程度由于沒有深入到施工現場去考究和獲得數據資料。由乙方提供的施工現場資料又往往會被甲方質疑,認為不符合實際情況。因此,甲方應適時深入施工現場去獲得實際的施工過程資料,同時還能協助施工管理人員簽證方面的事宜,以此來提高工程預結算的準確性和可行性,減少和避免雙方發生爭執。
在建筑工程項目計算工程量時,應首先充分熟悉工程定額,熟練地掌握工程量的計算相關規則。建筑工程工程量的計算要求盡量細致化,考慮得盡量周到和完善,且實事求是,保證計算結果的準確性,嚴格按照標準要求來執行。應當注意,在套用相關定額的過程中要考慮到一些細節的問題,列如水泥砂漿配合比、裝飾抹灰的厚度以及鋼筋的含筋率等等。準確全面的計算好工程量,注意防止漏算和漏套等問題。
3.建筑工程施工結算超出預算的原因
3.1編制依據不一
施工前做出的施工圖紙預結算是在圖紙要求的理想狀態下計算出來的結果,其編制包括了施工依據的圖紙說明、材料預算價格、預算定額、費用定額等相關方面的依據。但結算的編制還包括施工過程中的組織設計方面、施工方案變更、設計變更、材料價差、政策性調價等實際發生的在預算外的費用。
3.2編制時間差異
施工預結算與結算編制間存在絕對的時間差。施工圖預結算是在圖紙設計完成后進行的,而結算則是在工程實施的階段或者工程竣工后進行的。
3.3建設工程施工單位對工程管理不善
多數的建筑工程項目具有時間長、工序多、場面廣等特點,若工程管理方面不夠完善和有效,就會使得施工過程中的情況不能及時作出反饋,從而不能有效監督和控制施工現場的情況,可能造成資金流失浪費等情況,影響工程預結算。
4.建筑工程預結算控制辦法
4.1提高工程預結算管理相關工作人員的素質
在工程預結算的管理當中,其工作人員的專業素質是至關重要的。工程預結算是一個非常細致的工作,不僅需要考慮到方方面面,還要對未來可能發生的情況具有前瞻性,且要求管理人員具有相關的知識基礎和法律法規的了解。因此,管理人員的綜合素質對工程預結算的管理而言具有很大的影響力。要求管理人員要透徹地了解合同,且在工程的施工過程中深入施工現場去獲得和勘察現場資料,主動與技術人員和作業人員進行溝通,以及時發現預算中存在的不足和問題,及時進行完善和糾正。好的預算員、預算管理人員能更好地保證工程預算的準確性和可行性,使得工程進行得更加順利。
4.2施工圖預算必須重視
首當其沖的是必須準確計算出工作量。工程量的計算結果直接影響施工圖的預結算,是整個預算的重點和難點,其繁瑣性和耗時性使得出錯的幾率較大。但工程量的預算又是整個工程預結算的主要數據依據和計算的基礎,因此一定要嚴格控制和保證工作量的計算準確性。有關工作人員在每接觸一項新的工程時必須要認真了解和學習施工圖紙以及相關合同的規定,要深入到施工現場去獲得第一手的施工資料,掌握現場的異常情況以及出現的變更對預結算的影響,以便及時作出預算調整。
4.3嚴格控制和把關材料、設備價格
材料的用量以及其價格在工程預算中占有極大的比例,因此其消耗量和價格差異會在很大程度上影響預算的準確性。加強施工設備及材料的管理、合理存放,保護好設備和材料的完好以及使用性能。在合同訂立前,應當仔細調查和了解市場上的材料性能和價格差異,做到貨比三家,擇優選購。另外,要仔細審核工程用料清單和各材料的基本單價,控制好材料的價格和消耗。在運輸方面應注意選用最為經濟適用的方式,盡量就近購料,以此降低運輸成本。
5.結語
總之,在項目實施過程中對建筑工程的工程預結算管理和控制對于工程項目的順利實施有著重要意義,有利于施工過程的資金統籌和管理,以確保施工過程的各個階段的資金到位、推動工程的實施。在經濟飛速發展的當前形勢下,在建筑企業方興未艾的現代經濟條件下,各建筑企業飛速發展,建筑工程的項目越來越多,質量和工程效率的要求也越來越高,建筑企業的工程管理也越來越趨于國際化和科學化。建筑企業單位應重點抓好對于建筑工程的預結算管理和控制,完善預結算制度,從而實現企業的生產管理加強,以提高企業的經濟效益。
參考文獻
[1]張艷茹;建筑工程預結算常見問題與采取措施[J];黑龍江科技信息;2014年3期.
關鍵詞:功率控制 MMSE CDMA
中圖分類號:TN929 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0002-02
在CDMA移動通信系統中,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”,一直是CDMA系統中亟需解決的關鍵技術問題。目前,主要運用功率控制和多用戶檢測這兩種技術來克服“遠近效應”對于系統的影響。在下文中,將討論把功率控制和多用戶檢測相結合后的算法,并加以仿真。
1 系統模型
本文所分析的是加性高斯白噪聲(AWGN)下的CDMA系統的上行鏈路,調制方式為BPSK調制。我們假設共有N個移動臺和M個基站。其中,第i個移動臺的發射信號在其所屬基站的接收信號為:
從上面的論述中,我們可以發現,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的濾波器系數,然后就可以按照傳統的功率控制算法,求得各移動臺理想的發射功率。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合在一起。
2.1 基于SIR的功率控制算法
3 數學仿真的結果及比較
仿真的參數設置:擴頻增益G=150,信道增益=,各移動臺的目標SIR,即=4(6dB),信道高斯噪聲的方差為。
圖1給出了傳統功率控制和基于MMSE的功率控制下的系統總功率的比較。
由圖1我們不難發現,使用傳統的功率控制算法,需要迭代8~9次,才能達到系統總功率的飽和值,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勢,基于MMSE的算法,可以使系統總功率較傳統算法下降2 dB,這對于整個系統而言是非常有益的。
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,他們在迭代次數和迭代結果上,相當的一致。這是因為:
4 結語
通過理論分析和數學建模仿真,結果表明:基于MMSE的功率控制算法相對于傳統的算法,可以更有效的控制系統的總功率,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用前景。
參考文獻
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零基預算法,就是以零為基礎編制的預算。在預算編制時,對于所有的預算支出均以零為基底,不考慮其以往的情況如何?對每項費用預算的內容都根據經營決策的需要和一定期間資金供應的實際可能做出最合理、最先進的估計,并劃分出決策單元,分門別類的提出預算方案,并對每個預算方案進行成本――效益分析,按費用的重要程度對預算方案進行排序,從而對單位的有限資源進行優化配置和分配,形成最終的預算方案。筆者認為,針對我國目前事業單位改革的現狀,市場化程度的加深,要在激烈的市場競爭中立于不敗之地,應重視事前控制,正確、廣泛應用零基預算法。
首先,要營造預算管理的氛圍。目標管理是事業單位適應新形勢變化的必然要求,而要實現預定的目標,就必須強化預算管理。預算管理是一件令人不愉快的事情,無論是高層,還是下屬人員。但為了明天的發展,今天必須嚴控支出。節省該省的每一分錢,合理擴大規模,最終形成規模效應。這樣的道理,應在本單位內部廣為宣傳,盡量做到人人皆知,而領導干部首先應以身作則,控制自身的責任成本。
其次,組建預算管理機構。通常做法是成立預算委員會。該委員會由一名懂經營的班子副職任主任,財務負責人任副主任,支出金額較大部門的負責人自然應成為委員。諸如:行政辦公室、總務后勤等部門。委員會的人數視單位規模大小以奇數成立。
再次,熟悉零基預算的編制步驟:
第一步:提出費用開支方案。單位內部各有關部門,根據單位的經營目標和各部門的具體任務,對每項業務的性質、目的、以零為基礎,詳細提出各項業務所需要的開支。
第二步:進行成本效益分析。
預算委員會對各部門提出的預算方案進行匯總后,進行分析排序,對于必不可少的約束性費用(諸如:醫院的辦公費、差旅費、工資費用等)。在盡量節約的前提下列為第一層次;而對于決策方案相聯系的酌量性費用,諸如:員工培訓費、廣告費等,應逐一進行成本――效益分析,即采集同行單位2~3年數據,將本單位各項費用與效益資料參照市場的變化進行對比,并對每項費用支出方案進行評價,確定出成本與效益之比,按照各項費用的重要程度分成若干個層次,排出第二層,第三層……等順序。
第三步:落實分配預算資金。
按照第二步所定的層次,結合可動用的資金來源分配資金,屬于第一層次必需項目的費用金額予以保證,剩余資金以成本――效益比為權數并考慮重要性進行合理分配。
最后,適時修訂部門預算。
關鍵詞:倒立擺;可拓控制;仿真
中圖分類號:TM571文獻標識碼: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
倒立擺的穩定性控制研究由來已久,針對倒立擺這樣一個不穩定的系統,為了使倒立擺能夠在一定的干擾下也能實現穩定控制,必須設計合理的控制器,參考當前國內外相關資料可以知道,很多種控制算法都可以實現對倒立擺的控制,例如PID控制,模糊控制,LRQ控制和狀態反饋控制等。現在我們來研究設計可拓控制器實現的倒立擺穩定性控制。
1直線一級倒立擺建模分析
假設為理想條件,空氣阻力忽略不計,摩擦力為零,直線一級倒立擺系統就可以抽象成勻質桿和小車組成的系統,如圖1所示。
圖1直線一級倒立擺示意圖
圖中各參數取值如表1所示:
表1參數取值及其物理意義
2可拓控制
可拓控制是在蔡文等學者提出的可拓學的基礎上提出來的,以信息轉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聯度(合格度)作為分析計算控制輸出校正量的依據。進行可拓變換后,能夠使被控參數轉移到合格范圍內,由此就解決了控制系統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
描述系統狀態的典型變量稱為特征量,用C表示。2)特征狀態
由特征量描述的系統狀態稱為特征狀態,用S表示,如
3仿真分析
利用傳遞函數做控制仿真,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在S函數中編程實現,采用的是MATLAB語言。
4基本可拓控制器的改進
K等,參數整定過程過多的依賴人為經驗,整定較困難。針對本論文中的單輸入單輸出的倒立擺系統,為提高可拓控制器的實用性,應適量減少控制器整定參數數量,縮短整定周期。在可拓控制征量要根據要求和專家經驗進行選取,如果選取的特征量在表征系統動態和靜態過程特征中都很重要,就不需要整定特征模式中設置每個特征量的加權系數,即設定相關特征模式加權系數為
在基本可拓控制中對仿真結果進行分析,在穩態性能方面,兩者的穩態誤差都符合要求,在動態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控制相結合的方法,對平穩性及快速性都有提升。
參考文獻:
[1]劉微容.可拓控制器設計方法研究[D].蘭州:蘭州理工大學,2007.
[2]楊春燕,蔡文.可拓工程[M].北京:科學出版社.2007.
關鍵詞:助力曲線;模糊控制器;仿真模型
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.02.090
隨著現代汽車技術的飛速發展及人們生活水平的提高,人們對汽車轉向的操縱性能提出了更高的要求。汽車轉向系統作為重要的組成部分,其性能的好壞直接關系駕駛員駕駛過程中的舒適性、安全性及操縱穩定性。
電動助力轉向(EPS),就是在機械轉向系統的基礎上,以車載蓄電池作為能源,以助力電機為動力,以方向盤轉矩和車速為輸入信號,通過電子控制單元(ECU)控制,協助人力轉向獲得最佳轉向力的伺服系統。助力控制是在轉向過程中為減輕轉向盤的操縱力,通過減速結構把電機產生的轉矩作用到機械轉向系上的一種控制模式。助力控制主要作用是榧跚峒菔輝鋇牟僮萘Γ助力的大小主要取決于所采取的助力特性曲線及助力控制算法。
1 EPS系統助力控制
按照汽車轉向行駛的不同情況,EPS系統主要有助力控制、回正控制和阻尼模式三種控制模式。本文主要針對助力控制這種控制模式進行研究。圖1為EPS系統的助力控制過程,EPS控制單元實時采集方向盤扭矩信號和車速信號,通過內置的助力特性曲線確定電機目標電流,經驅動電路輸出PWM控制電機轉動,同時ECU采集電機反饋電流,經控制算法對PWM波占空比進行調節后實現對系統的閉環控制。
2 模糊控制器設計
通過比較助力曲線的優缺點,采用模糊控制的方法確定助力特性曲線,即建立一個以轉向盤力矩Td和車速V為輸入,以助力電流Im為輸出的模糊控制器來表征助力特性曲線。該方法易調整、實時性好,下面對助力特性的模糊控制器進行設計。
模糊控制器的建立是為了表述助力特性,所以模糊控制器的輸入為轉向盤力矩Td和車速V,輸出為助力電流Im,模糊控制器包括輸入量模糊化、模糊規則推理及輸出量反模糊化三步。圖2為助力特性的模糊控制器原理圖。
3 電動機目標電流模糊自適應PID控制算法
模糊控制是建立在操作人員實際控制經驗和近似推理基礎上的一種語言邏輯控制模式,與常規PID相比,它不需要建立被控對象的精確模型,對非線性、滯后性系統具有一定的適應能力。但由于其沒有積分環節,無法消除系統的穩態誤差,所以一般將其與PID控制相結合,構成模糊自適應PID控制。
模糊自適應PID控制器以誤差e和誤差變化率ec作為輸入,根據模糊控制原理通過一定的推理規則獲得模糊輸出量Kp、Ki、Kd,推理規則是根據不同情況下e和ec和控制量Kp、Ki、Kd的模糊關系而確定的,使被控對象有良好的動、靜態性能。其結構框圖如圖3所示。
4 EPS系統MATLAB/SIMULINK仿真模型的建立
EPS系統可以采用機械轉向系模型、直流電機模型、電流控制器模型來進行描述,根據EPS系統各部件的受力分析,可在Matlab/Simulink環境中建立起各個模塊的仿真模型,各模塊關系如圖4所示。
圖4中,“Steering Model”為機械轉向系模型,“Motor Motor”為直流電動機模型,“I Control Model”為目標電流決策和電流控制器模型。該模型以轉向盤輸入轉矩Td和汽車行駛速度V為輸入,以電動機電流為輸出,同時還可觀測柱下端齒輪轉角、系統助力力矩、系統阻力力矩等。下面著重介紹控制器模型。
建立的模糊自適應PID控制器模型如圖5所示。
5 EPS系統MATLAB/SIMULINK仿真結果及分析
根據建立的EPS系統Simulink模型,為了驗證電流控制器對目標電流的響應速度和跟隨效果,即EPS系統的動、靜態特性,對正弦輸入響應工況進行了仿真試驗。
從不同車速正弦輸入響應下的電流曲線可以看出,三種算法控制下電機電流對目標電流均具有較快的響應速度,表明EPS系統能較好的跟隨方向盤輸入力矩的動作,且在目標電流變化和輸入力矩換向瞬間,加入了修正因子的模糊自適應PID控制較其他兩種控制器具有更快的響應速度和更小的超調量。圖6表明,當轉向盤輸入力矩大于1N?m(設定的起始助力閥值)時,電機開始提供助力,且隨著輸入力矩的增大,助力電流也增大;同時,隨著車速的增大,助力電流逐漸減小,符合助力特性曲線的要求。
6 總結
本文對助力特性進行了理論分析,設計了模糊控制器,進而開發了模糊自適應PID控制算法,建立了Matlab/Simulink下的控制模型,并與其他兩種控制算法進行了仿真對比。仿真結果表明,所建立的電流控制器對目標電流具有很好的響應速度和跟蹤效果,電動機具有良好的靜、動態性能。
參考文獻
[1]左建令.汽車電動助力轉向系統的分類及應用特點[J].上海汽車,2009:2125.