非线性控制系统的仿真研究

MATLAB等功能强大的仿真语言问世,使非线性系统进行定量研究交得切实可行.本文探讨了用MATLAB对非线性控制系统进行仿真研究所涉及的若干问题,如系统描述,操作点求取,线性化模型求取,控制器设计等,并给出了具体的处理方法.     

基于线性二次型最优控制器的平行双倒立摆系统稳定控制

倒立摆控制系统是一个典型的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合控制系统。本文在建立平行双倒立摆控制系统数学模型的基础上,设计了线性二次型最优调节器(LQR)以实现对平行双倒立摆系统的最优控制,并通过MATLAB仿真实验验证了该方法的有效性。     

一种非线性系统的神经网络自适应控制

带有死区非线性的系统广泛存在于各个领域，特别是机械领域中．该文采用人工神经网络实现的自适应控制器对这种非线性系统进行了控制研究，MATLAB仿真结果表明，这种自适应控制器能对该类非线性系统能实行有效的控制．采用这种自适应算法由于不再需要调整参数，将使控制系统的整定变得简单．     

基于遗传算法的模糊神经网络控制器在虚拟仪器中的实现

模糊控制技术在复杂的非线性控制过程中表现出优越的性能，神经模糊控制器的出现为自适应模糊控制设计开辟了新的途径。遗传算法由于具有不依赖于问题模型、全局最优、隐含并行性、高效率和解决不同非线性问题的鲁棒性等特点，能很好地用于神经网络的训练。两种方法综合使用，可以大大提高模糊神经推理控制系统的自学习性能和鲁棒性。通过应用Active X技术在Lab VIEW中调用和操作MATLAB的方法，实现了基于遗传算法的模糊神经网络控制器。     

基于T-S模糊模型的网络控制系统的镇定

研究了一类带有丢包的非线性网络控制系统。利用T-S模糊模型和平行分布补偿技术建立了非线性网络控制系统的模型，经由一种丢包依赖的Lyapunov泛函方法，得到了带有任意丢包的非线性网络控制系统的稳定性条件，并以线性矩阵不等式的形式给出了一种镇定模糊控制器设计方法。     

AGC板厚控制系统中对时滞非线性问题的有效控制方法

针对在AGC板厚控制系统中存在时滞、时变、大惯性、非线性等问题，提出了采用，自适应集中延时神经网络辨识、最优预报和模糊免疫PID控制相结合的控制方案，有效地提高了系统的控制精度和动态性能。经MATLAB仿真实验表明，各项指标均好于传统的控制方式，取得了令人满意的控制效果。     

一类非线性时滞系统的T-S自适应鲁棒控制

非线性时滞系统难以建立精确的数学模型,而且还常伴有不确定性,所以传统的依靠数学模型分析和控制系统的方法很难奏效.针对非线性时滞系统的上述特性,提出了将T-S模糊控制与自适应鲁棒控制相结合的控制策略,利用T-S模糊模型将非线性系统局部线性化,而自适应鲁棒控制可以在保证系统全局稳定的前提下较好地解决时滞给系统带来的不确定性.通过MATLAB仿真分析,验证了该控制策略的可行性和有效性.     

基于奇异摄动理论的机器人关节控制研究

针对机器人柔性关节存在位置控制精度低的问题,在考虑关节内部非线性摩擦和外界扰动等因素的情况下,建立柔性关节动力学模型,提出基于奇异摄动理论的干扰观测器滑模控制方法,利用该控制方法对关节控制系统进行Lyapunov稳定性分析和MATLAB仿真。结果表明,基于奇异摄动理论的干扰观测器滑模控制方法能够减小关节内部非线性摩擦和外界扰动对柔性关节位置和速度控制精度的影响;与传统的PD控制方法和未采用干扰观测器的控制方法相比,该控制方法能够缩短关节控制系统调节时间,且超调量低,能有效抑制关节振动和提高系统的控制精度。     

基于Smith预估补偿的RBF神经网络的锅炉燃烧系统解耦控制

锅炉燃烧控制系统是火力发电厂单元机组的主要控制系统之一,具有较大延时、变动负荷、多扰动、非线性的特点,并且其中的变量之间都具有耦合关系,因此,很难建立精确的控制模型。为此,提出了一种新的解耦方法,引入解耦参数,实现系统的解耦控制,并且在MATLAB环境下对燃烧控制系统进行了仿真,通过仿真结果可以看出,系统的控制精度大大提高。     

焦炉集气管压力系统智能控制与仿真

由于焦炉集气管压力系统具有强干扰、多耦合、时变和非线性的特点，目前的控制系统效果并非十分理想。针对这种情况，提出将参数在线自调节与多变量模糊规则解耦相结合的智能控制策略，设计了焦炉集气管压力智能控制系统，并利用MATLAB进行了仿真研究。仿真结果表明，该智能控制系统可获得理想的调节效果。     

烤箱温度神经网络控制仿真研究

针对烤箱温度在工作区域内的变化具有非线性的特点，运用神经网络逆控制和预测控制相结合的方法对整个系统进行控制。系统的仿真部分应用Visual Basic6．0作为前端开发环境，MATLAB5．3作为后端工具进行设计与实现。此种仿真的设计思想对其他系统的仿真有很好的参考价值。文中给出了系统结构，通过对实例的仿真表明系统具有很好的鲁棒性。     

舰船润滑系统插装式减压阀设计中的非线性分析方法

介绍了一种新型的控制压力低、流通能力大和稳定性好的插装式减压阀,并运用非线性分析方法建立了插装式减压阀的数学模型和MATLAB仿真系统,分析了插装式减压阀的稳态特性和动态特性的影响因素．仿真与试验测试的比较结果表明,所设计的插装阀的性能可满足使用要求．     

基于CMAC的PID控制在液位控制中的研究与仿真

随着工业的发展,对液位控制系统的性能提出了更高的要求,同时要求系统在较恶劣的环境下有较强的适应能力。针对工业过程的非线性、不确定性等特点,介绍了小脑模型神经网络（CMAC）的原理及基于与PID的并行控制设计,以及该设计在液位控制中的应用,并对该设计在MATLAB下进行了仿真,得到了较好的控制效果。     

基于逆系统理论的感应电动机控制策略

针对电压源型逆变器供电的感应电动机,应用逆系统理论提出了一种新型控制策略。利用得到的逆系统模型将感应电动机补偿为伪线性系统,而伪线性系统相当于两个解耦的线性子系统。以伪线性系统为控制对象,运用线性控制理论对整个控制系统进行了综合,给出了控制系统的原理框图。利用MATLAB软件对控制方案进行了仿真实验,实验结果验证了理论分析的正确性和控制方案可行性。     

MATLAB在热工系统辨识中的应用

热工系统的动态特性在许多情况下很难用明确的数学模型来表达,而系统的数学模型在自动控制的分析、设计和综合中又占有重要的地位。首先论述了热工过程系统辨识的一般方法和步骤及其MATLAB实现方式;针对热工过程中普遍存在的非线性环节,更进一步介绍了神经网络在非线性系统中的应用,并给出了相对直观的MATLAB实现方法。     

一种非线性系统的线形定常控制方法仿真研究

研究非线性系统的线性定常控制方法.对实际的非线性系统,选定理想目标模型,设计前馈控制器,基于MATLAB/Simulink环境下进行建模仿真研究.系统仿真结果显示,原本发散、失控的非线性系统,施控后其复合系统呈现收敛性与可控性,即施控后的复合系统输入输出性能逼近理想目标模型.     

风电机组控制系统稳定性分析

风电机组系统的稳定性直接涉及到整机性能、安全及寿命,是机组设计中必须考虑的内容之一。通过GH Bladed软件的模态线性化方法对风电机组进行分段线性化处理,在Matlab/Simulink中搭建风电机组控制算法的非线性仿真模型,然后分别采用阶跃响应、根轨迹、伯德图、Nyquist曲线对比分析开环控制和闭环控制系统的稳定性、闭环控制系统在无扰动和有扰动情况下的稳定性情况,并对某2 MW机组的控制系统进行稳定性分析,分析结果表明,系统是稳定的。对风电机组控制系统进行稳定性分析为风电机组设计如机组的安全性、可靠性、鲁棒性等问题提供一定的理论依据。     

参数自寻优的伪微分调节器的设计和应用

控制系统设计常常要加入调节器以满足一定的性能要求.该环节的选择、参数的正确与否对系统性能影响很大.一般PID调节器的控制算法与结构较为简单,在工程上有着广泛应用,但它存在不可忽略的缺点,其参数整定的方法也较为复杂.于是从参数优化的角度结合MATLAB仿真软件,依照改进的性能指标(目标函数)自动选出所设计调节器的优化参数,以查表的形式将它们应用在具有转子参数自适应的非线性微分几何解耦控制系统中.结果表明:这种参数优化设计方式的使用具有良好的控制效果和一定的实用价值.     

Simulink环境下倒立摆控制系统建模与仿真

由驱动小台车带动的一维倒立摆系统是一个非线性、不稳定的系统。对该系统的控制常常被用来对各种不同的控制方法进行验证。本文针对倒立摆标准设计问题中标称系统的控制，设计全状态反馈控制器，使系统能够满足性能指标的要求。在MATLAB环境下，建立Simulink仿真模型对系统进行仿真，得到了满意的结果。并就所设计的控制器对摩擦系数等参数摄动的适应性进行了研究，得出一些有益的结论。     

基于RBF神经网络的非线性磁悬浮系统控制

磁悬浮系统是一个典型的不确定、非线性系统.由于磁悬浮系统的复杂性很难建立精确的数学模型,采用RBF神经网络(RBFNN)对非线性磁悬浮系统进行辨识,再根据神经网络自适应控制原理设计了非线性磁悬浮系统的神经网络自适应状态反馈控制器与自适应PID控制器,并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,神经网络自适应控制能很好地控制本磁悬浮系统;神经网络自适应控制器对于此非线性磁悬浮系统位置具有良好的控制效果,该控制系统具有较好的稳态特性和控制特性.