基于LQR的环形单级倒立摆稳定控制及实现

为了研究环形单级倒立摆的稳定控制,采用拉格朗日方法推导出环形单级倒立摆系统的数学模型,并设计1个线性二次型最优控制算法控制器(LQR)。在保持权重矩阵R=1的条件下,通过实验不断调整权重矩阵Q中的参数Q11和Q33,得到Q和R最优取值。然后,对环形单级倒立摆的稳定控制进行仿真和实物控制。研究结果表明:倒立摆起摆迅速,稳定控制性能优良。     

区间层次分析法权重计算中的概率分布分析

在区间层次分析法(IAHP)的两两比较判断中，专家不但能够给出取值范围，还能描述范围内取值的“优劣”，即区间内取值与实际情况相符的可能程度．而现有的IAHP模型不能描述区间内取值的可能性．为此，文中基于随机模拟法研究了IAHP权重计算过程中的概率分布规律．研究表明，当判断矩阵元素为平均分布和正态分布时，所求得的权重均为正态分布．权重计算对数据分布具有明显的压缩作用，经过计算，区间平均宽度显著减小，数据分布更加集中，不确定性程度减小。     

强酸和强碱中和过程的PH控制

讨论了强酸、强碱中和过程ＰＨ控制方案。以０．９ｍｏｌ／Ｌ的ＮａｏＨ中和０．９ｍｏｌ／Ｌ的ＨＮＯ３，流量增量为０．１－０．３ｋｇ／ｍｉｎ，用模糊控制将ＰＨ控制在各要求的值上，ΔｐＨ≤０．２，获得满意的结果。     

基于P-RED算法的计算机网络TCP拥塞控制

源端到目的端的往返传输时延将给TCP拥塞控制的稳定性和快速性带来极大的不利．基于此，应用控制理论中的Smith原理，并与随机早期检测(RED)算法相结合，提出了具有预测能力的RED(P—RED)算法，以使TCP拥塞控制更加及时．控制的稳定性更高．此外，从理论上分析了该算法的稳定性，并导出了算法中主要参数取值的理论范围，从而对参数的设置起指导作用，从理论上保证了控制的品质．     

神经元控制器在感应电机矢量控制中的应用

神经网络具有自学习、自适应能力，用于控制时可以不依赖控制对象的数学模型．为实现对交流电机快速和精确控制，基于单神经元设计出用于感应电机矢量控制的自适应碰饺和转速控制器，利用神经元的自学习功能在线调节连接权重，实现自适应控制．并将此设计应用于交流电机矢量控制系统中，数字仿真实验表明此方法设计的控制器可克服传统PID控制器在电机参数改变时控制性能差等不足，动态特性好，鲁捧性强．该设计结构简单，实际应用时易于实现数字化．     

排气回收系统切换控制判据分析

对排气回收系统回收控制判据的取值进行了理论分析,给出了易于测量和控制的判据．通过对排气回收过程的启停和切换的控制,达到了既对气缸排气腔有压气体尽可能多的回收,又尽量减少排气回收后对气缸动态特性所产生的不利影响的目的．     

大型保温罐温度控制方法的研究

通过采用ＰＩＤ的控制方法对大型保温罐实施温度控制，提出了一种分段ＰＩＤ加经验预估的控制方法，并将阀位增量进行等流量增量计算，可以有效地对大型保温罐实施控制．     

含控制参量的系数矩阵构造参数三次曲线、曲面

提出用含控制参量的参数系数矩阵构造参数三次曲线、曲面的数学方法．改变控制参量取值可获取任意参数三次曲线、曲面及二次Ｂｅｚｉｅｒ，Ｂ－ｓｐｌｉｎｅ曲线、曲面．为自由曲线、曲面设计提供了交互选择的更大自由度和更宽的领域．     

基于Bang-Bang控制的智能开关预测控制算法

为解决Bang-Bang控制原理具体应用中存在的如何纳入状态变量的附加约束条件、开关曲线的求取和最优轨线的确立等复杂问题,提出了一种智能开关预测控制方法．该方法根据离散卷积定理提炼出一组新的控制信号集,然后设计新的切换方程和减速规律,并在开关控制框架下,实施有闽值信号制约的最小拍增量控制．本文所提出的方法全面改善了预测控制的策略和算法,使控制系统动态性能良好,过渡过程时间小于理想开关控制过渡过程,且单调衰减,原理上稳态无静差,系统反应时间短,定位精度高,对输出扰动具有一定的鲁棒性,而且适用范围更加广泛．仿真结果表明了该控制算法的有效性．     

基于遗传算法的多变量增量型广义预测控制

针对多变量增量型广义预测控制算法增量系数难于根据系统特性选择的问题,提出基于遗传算法的多变量增量型广义预测控制算法.多变量增量型广义预测控制算法通过将求解出来的控制增量分别乘以相应的增量系数,来提高系统的鲁棒性和稳定性,同时采用阶梯式的控制策略降低多变量广义预测控制算法的计算量,运用改进的遗传算法优化整定多变量增量型广义预测控制的增量系数增强系统的跟踪特性.通过原油常压塔的侧线产品质量控制的仿真,验证了该方法有较好的鲁棒牲和抗干扰性.     

一种二自由度PID控制器参数整定方法

针对二自由度PID控制器,提出一种简单的基于预期动力学方程设计的参数整定方法.通过分析,将二自由度PID控制器表示成闭环系统预期动力学特性方程和系统扰动量观测器的函数.选取预期动力学特性方程系数和观测器参数作为控制器参数,分析了参数与系统性能的关系,并提出了各个参数的取值规则.仿真结果表明,该方法对含纯积分环节对象、非最小相位对象、时滞对象、高阶对象、不稳定对象等都具有良好的控制效果.     

一种基于满意度的PID参数整定方法

提出了一种基于满意度与遗传算法的PID(Proportional Integral Derivative)参数在线整定控制器的设计方法．利用满意解的原理设计系统响应超调量、上升时间及调整时间等的满意度函数，再离线通过遗传算法搜索PID控制器的3个参数kp，ki和kd作为在线调整PID参数的基值，然后设计跟踪误差与kp，ki和kd的关系函数，在线调整PID控制器参数，以获得良好的稳态性能、动态性能及鲁棒性能．Matlab仿真结果证明了所提出的PID控制器的有效性。     

基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计

针对分数阶控制器设计参数整定复杂的问题,提出一种基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计方法。采用粒子群优化算法对原系统模型进行简化处理,根据内模控制原理设计分数阶内模控制器;仅通过一个可调参数,实现分数阶内模控制器的快速整定;通过最大灵敏度指标实现分数阶内模控制器的鲁棒整定。仿真结果表明该方法具有良好的控制品质及克服参数摄动的鲁棒性。     

RTD A控制器参数性能分析及在线模糊自整定

为了减少RTD A控制器的参数调节难度，增强其实用性，分析了RTD A控制器中需要整定的4个参数，即系统鲁棒性θR、设定值跟踪θT、干扰抑制θD和全局收敛性θA对系统性能的影响.结果表明：当θT和θA在一定范围内取定值时，对系统控制结果不会产生明显的影响；而θR和θD的整定则能够改善系统模型失配和未知扰动等问题.为此，提出了一种基于模糊逻辑的控制器参数θR和θD的在线自整定方法.该方法首先建立了控制器参数的模糊控制规则，然后，根据模糊控制规则进行模糊推理，实现了参数θR和θD的在线模糊自整定.仿真实验结果表明，与手工设定参数方法相比，本文提出的参数在线模糊自整定方法能够简化参数的整定步骤，提高RTD A控制器的性能.     

临界增益与临界振荡周期的一种估计方法

基于被控过程阶跃响应的特征面积，提出了一种估计临界增益和临界振荡周期的方法，并将其应用于自整定ＰＩＤ控制上，数字仿真的结果证实了方法的有效性。     

位置伺服系统PID控制器参数在线整定算法

为了使ＰＩＤ控制器参数能够在线自动调整,获得最优或次优的控制器参数,提出了基于浮点数编码遗传算法（ＧＡ）的位置伺服系统ＰＩＤ控制器参数在线整定算法（ＧＡＣＰＴ）,设计了相应的改进遗传操作,同时提出了通过运动学习保证控制器稳定鲁棒性的适合度函数设计方法．完成一次ＰＩＤ控制器参数在线整定只需１０ｍｉｎ,效率较人工整定有很大提高．对一个实际机电位置伺服系统的仿真研究表明,ＧＡＣＰＴ算法能够在对象参数未知时,使系统阶跃响应趋于期望曲线,高效地完成ＰＩＤ控制器参数在线整定．该方法可用于数控机床位置伺服控制、过程控制等一般工业控制系统,以及机器人高精度轨迹控制系统．     

一类基于PID控制的新型模糊控制方法

研究了一类基于模糊规则的变参数 PID控制方法 .对于模型未知对象 ,常规 PID控制器参数的调节一般要基于一些语言信息的经验知识 ,这对 PID参数的调节带来一定的困难 .模糊控制在处理语言信息方面具有一定的优势 ,因此将模糊控制和 PID控制方法相结合组成一种复合控制器的设计是可行的 .采用 TS模糊模型 ,给出了一类给予模糊规则的变参数 PID控制器的设计 .这种控制方法兼备模糊控制与 PID控制优点 ,具有广泛的应用价值     

广义模糊双曲正切PID控制器性能分析

从功能的角度分析了广义模糊双曲正切PID控制器本质特点和控制能力的问题。首先提出了基于广义模糊双曲正切模型的PID控制器,通过系统地分析控制器的结构,证明了该控制器的性能优于传统的线性PID控制器。通过解析分析,分析了该控制器的非线性变化能力。为简化调节参数,提出了三区域广义模糊双曲正切PID控制器。最后,将该控制器和几类经典的模糊PID控制器进行了比较。     

一类大时滞过程的预测PI控制器

针对较为常见的一类大时滞过程,提出了一种预测PI控制器.该控制器把PI控制器参数与Smith预估器参数有机结合起来,减少了控制器参数,从而避免了这些参数在整定时的相互影响,使得控制参数易于整定.仿真和应用结果均表明,该预测PI控制器在一类时滞过程控制中具有优良的性能.     

高阶反向响应过程的分数阶PID控制器设计

针对具有反向响应特性的高阶过程,提出了一种分数阶PID控制器设计方法.为了便于控制器设计,采用一种改进的微粒群优化算法对高阶过程模型进行简化处理,在此基础上,根据内模控制原理设计分数阶PID控制器,该控制器仅有一个可调参数,有效降低了控制器整定的复杂度,并根据最大灵敏度指标推导出控制器参数整定的解析表达式,克服了参数选择的盲目性.仿真结果表明,该方法可使系统具有良好的设定值跟踪、扰动抑制特性以及克服参数摄动的鲁棒性.