2008年疏浚系统泥浆浓度自校正前馈控制实证研究

本篇文章《疏浚系统泥浆浓度的自校正前馈控制 (2008年)》发表于《控制理论与应用》杂志第25卷第3期，主要探讨了如何有效地控制疏浚作业中的泥浆浓度。作者王庆丰、唐建中和闭治跃针对现场实验数据，采用了CARMA（Continuous-time AutoRegressive Moving Average）模型来描述泥浆浓度的过程动态，这是一种常用于描述非线性和时变系统的数学模型。 通过最小二乘法，研究人员对泥浆浓度的过程模型进行了辨识，并发现其在不同工作点上存在参数时变以及外部干扰影响显著的特点。这表明泥浆浓度的控制不仅受到操作条件的影响，还受到周围环境和设备运行状况的波动。 文章的核心创新在于提出了一种结合自校正控制和前馈补偿的策略。这个控制系统实时利用在线监测的数据，通过递推最小二乘算法不断更新系统前向通道和可测量干扰通道的传递函数。这种动态调整方法使得控制器参数能够根据实际运行情况进行优化，其目标是通过最小化未来时刻的整体方差来实现更精确的控制。 实验验证部分以900型挖泥船作为研究平台，结果显示，在系统作业环境变化大和存在较大时滞的情况下，所提出的控制方案仍能保持泥浆浓度的基本稳定。这表明该控制方法具有良好的适应性和抗干扰能力，同时具备出色的跟踪性能，即使面对复杂的工作环境也能保证泥浆浓度的精准管理。 关键词包括疏浚作业、浓度控制、前馈控制和自校正控制，这些术语共同揭示了文章的主要研究内容和焦点，即在工程实践中提高泥浆浓度控制的精度和稳定性。这篇论文提供了一种实用且有效的控制策略，对于提升疏浚系统效率和降低环境影响具有重要意义。