基于遗传算法比例积分微分控制器的铅冷快堆堆芯功率控制

比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器对堆芯功率控制过程存在适用性低的问题,而采用遗传算法(genetic algorithm,GA)整定PID控制器参数可以很好地解决此问题.为了实现铅冷快堆堆芯功率的有效控制,基于遗传算法PID控制器,结合堆芯状态空...     

基于广义 Gronwall-Bellman 引理的小型涡扇发动机过渡态控制

针对航空发动机强非线性的特点,将非线性控制理论应用于小型涡扇发动机过渡态控制。基于非线性模型,应用广义Gronwall-Bellman引理设计给定转速跟踪器,该过渡态控制器可在一定范围的转速切换指令下,通过对控制器参数的选取来调节跟踪误差范数边界,使得闭环系统以指数收敛到新平衡状态。应用Lyapunov稳定性定理对该控制器的性能进行验证,在理论上证明了该非线性设计方法的有效性;并以DGEN380发动机为仿真研究对象,对上述控制器进行数值仿真。仿真结果表明设计的发动机过渡态转速跟踪器能满足航空发动机控制系统的动态性能指标,实现了基于非线性模型的简单加速控制,仿真结果验证了该设计方法的有效性。     

固定翼无人机轨迹跟踪的滑模变结构控制

固定翼无人机是一个典型的欠驱动、强耦合、多输入多输出(MIMO)的非线性系统。首先,给出无人机系统在受到参数不确定和阵风干扰等情况下的动力学模型;其次,使用滑模变结构控制(SMVSC)方法求解出四个控制输入信号,以实现无人机的期望轨迹跟踪。整个系统采用双回路结构,第一个回路求解出升降舵和发动机控制输入信号,第二个回路求解出副翼和方向舵控制输入信号;对比比例积分微分(PID)控制方法发现,相较于需要整定控制参数的PID算法,使用滑模变结构控制(SMVSC)方法的飞行器所需的控制参数可以在设计滑模面时给出。仿真结果表明,使用该方法的飞行器对外界较强阵风干扰和模型参数不确定具有较强的鲁棒性,并能精确地完成轨迹跟踪任务。     

基于模糊比例积分微分算法的汽车半主动悬架振动分析

为提高汽车的平顺性和舒适性,针对半主动悬架系统,建立1/4车辆简化模型,引入模糊控制策略,结合比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制以解决悬架运动过程中PID控制器参数不可变而引起的控制效果不理想等问题.并通过软件进行仿真分析,同时在相同参数下与单纯由PID算法控制的悬架以及被动悬架进行对比分析.仿真结果表明,基于模糊PID算法的半主动悬架能够更加出色地应对道路不平对汽车所造成的冲击,降低垂向振动,提高车辆驾驶稳定性.     

串联弹性驱动器的控制策略应用于工业机器人

为提高工业机器人的控制及示教水平,首先设计串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统和比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)位置控制系统,然后搭建MATLAB仿真系统,最后采用串联弹性驱动器力跟踪实验的方法,研究了串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统的正确性和控制算法的可行性。结果表明:设计的机器人零力控制系统和控制策略能够提高机器人的柔顺性和控制效率。可见,基于力/位置混合的驱动控制方法,在实现机器人在到达指定位置的同时,能够提高机器人示教水平。     

水轮发电机组多回路鲁棒调速控制研究

针对水轮发电机组调速系统模型中参数不确定的控制问题,提出水轮发电机组多回路鲁棒调速控制策略.首先考虑多种因素建立水轮发电机组调速系统单回路控制模型;在此基础之上构建包含伺服系统的第一控制回路、包含水轮机的第二控制回路和包含发电机的第三控制回路,3个回路互相嵌套,由此构建水轮发电机组多回路鲁棒调速控制系统框架;最后通过实例利用鲁棒控制理论中的混合灵敏度和μ综合两类方法分别设计此3个回路.仿真结果表明,在负荷突然增加或减少时,多回路鲁棒调速控制系统在上升时间、调整时间等多个时域指标上均优于传统PID控制单回路系统和双回路鲁棒控制系统,具有良好的抗干扰能力和控制效果.     

基于频域和时域的内模PI控制器性能评价与参数优化

由于控制系统的性能降低通常与比例积分(proportion integration,简称PI)控制器不合理的参数有关,而且单一的时域性能评价指标不准确,因此,针对具有纯迟延特性的控制对象,给出了基于频域和时域相结合的性能评价方法,克服了单一性能指标的不准确性.在不同控制策略和参数下,分析了系统性能指标与基准曲线或基准点的距离.针对2个典型的高阶被控过程,分别给出了不同的降阶模型,并把拟合对象特性最好的模型用于内模PI控制器的设计.基于频域和时域评价的结果,给出了PI控制器参数重新优化和整定的方法,用于改善控制系统的性能,该方法通过数据驱动方法对参数进行重新整定来实现,提高了运算效率.仿真实验验证了上述性能评价和参数优化方法的有效性.     

时滞不稳定过程PID控制器直接设计法

直接在时域上设计时滞不稳定过程比例积分微分(PID)控制器.采取双回路三环节的控制结构,目标是优化两个时域指标-阻尼系数和积分增益.然后,合并三个环节得到设定值加权PID控制器.仿真表明该方法是有效的,具有好的鲁棒稳定性和性能.     

多旋翼飞行器建模与控制器设计

随着各项技术的日趋成熟,多旋翼飞行器的控制器设计也愈发受到重视.为了使四旋翼飞行器在复杂环境下可以进行稳定的飞行,设计了四旋翼无人机飞行器的控制器,根据实际情况对数学模型进行简化,建立了一个四旋翼飞行器运动的数学模型;在Simulink中搭建比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制模型,实现串级PID控制,通过调整PID参数,初步实现了使其稳定飞行的目标.通过在Simulink上搭建系统模型并最终得出仿真结果,证明飞行器的姿态和位置都得到了稳定的控制.     

基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置控制

针对直流电机位置控制系统在负载扰动情况下存在控制精度低、响应速度慢和鲁棒性差的问题,提出了基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置跟踪控制算法.通过滑模反步法进行虚拟控制实现直流电机实际位置控制.利用一阶低通滤波器计算虚拟控制项的导数,消除微分膨胀,使控制器设计简单,但同时造成了相位滞后.通过前馈环节对一阶低通滤波器造成的相位滞后进行补偿.考虑位置跟踪、虚拟控制和滤波误差设计线性动态滑模面,改进滑模变结构控制律的切换控制项,提高滑模趋近速度,同时降低系统输出抖振.定义了Lyapunov函数,证明系统稳定性.仿真实验对比了比例积分微分(proportion integration differentid,PID)控制和传统滑模控制算法,结果表明,该方法能够快速、准确地跟踪给定位置信号,同时具有较好的鲁棒性.     

航空发动机压比控制系统设计及仿真研究

建立了航空发动机喷口-压比线性模型和喷口执行机构数学模型,在此基础上对航空发动机压比控制系统展开研究,设计了三个回路的控制方式。对分油活门位移和作动筒活塞位移分别设计了PI控制和比例控制的内闭环,针对压比采用PID控制,并分别整定了各控制器的参数。仿真表明,该压比闭环控制系统在包线内控制压比效果良好,控制系统鲁棒性强。     

基于电压源换流器的柔性直流输电系统非线性控制

基于电压源换流器的柔性直流输电与传统直流输电相比,在运行的灵活性和可靠性方面具有明显优势.常规PI调节器为线性控制,使系统性能受到影响,对此,采用在电流环作为内环,功率环作为外环的双闭环传统控制方式基础上,内环采用输入-输出反馈线性化的方法对换流器的非线性耦合模型进行线性化和解偶,从而将复杂的非线性系统转化为线性系统控...     

性能衰退对发动机控制计划拐点的影响

在双转子涡轮风扇发动机的使用过程中,发动机控制计划拐点可能发生改变,这一改变会对发动机性能产生影响。为研究航空发动机性能衰退后对发动机控制计划拐点的影响,采用部件特性修正航空发动机部件级模型的方法,应用发动机大修厂出厂前和维修前试车数据对发动机部件级模型进行修正;构建个性化单台发动机衰退后模型,分析了控制计划拐点提前及主要部件衰退对发动机性能的影响。对发动机部件性能衰退情况进行研究,分析了排气温度的变化情况,发现随着涡轮风扇发动机部件的衰退,排气温度升高,将导致发动机控制计划拐点前移。结果表明,发动机性能衰退后,发动机控制计划的拐点会大幅度前移;控制计划的拐点前移将导致起飞时发动机最大状态的推力损失量增大到未衰退时的3.65%;相较于发动机性能衰退但不考虑控制计划变化,推力降低0.5%。     

共振型传感器用于爆震闭环控制系统的研究

设计一种爆震闭环控制系统,在保证汽油机不发生爆震的前提下,使爆震闭环控制系统更好地发挥汽油机的动力性和经济性。方法用共振型传感器和峰值保持电路检测爆震,采用两参点火拉前角调节方法构成一个爆震闭控制系统,并通过试验优化爆震其准。     

基于E类功放的电磁感应式电能传输系统滑模控制

针对电磁感应式电能传输系统中耦合器的传输气隙易受外部扰动问题,提出了一种能实现系统稳压的滑模控制。在考虑系统数学状态模型的基础上,利用李雅普诺夫稳定性理论对系统进行了稳定性分析和证明,并给出了滑模参数的确定方法。然后,利用有限元分析技术对不同传输气隙下耦合器模型的参数进行了分析计算。最后,建立了基于E类功放的电磁感应式电能传输稳压系统仿真模型,进行了气隙扰动下的仿真,结果证明了系统在滑模控制下具有良好的稳定性。     

涡扇发动机基于转速上升速率的地面起动供油规律研究

本文提出了一种涡扇发动机地面起动供油规律的设计方法。通过引入转速上升速率作为控制参数,设计转速上升速率给定控制规律,采用闭环控制适应性调整起动供油量,在很大程度上降低起动过程对供油精度的敏感度,并应用于某型航空涡扇发动机地面起动,取得了良好的验证效果。     

混合动力型电动汽车发动机转速自动控制系统

发动机在混合动力型汽车中是为电动机提供动力的总成 为保证发电机输出稳定的电压和发动机处于最佳工作状态 ,其转速必须稳定在给定值 文中介绍了发动机转速自动控制的原理、硬件电路和调试方法 ,并指出影响系统稳定性和控制精度的因素     

基于TrueTime的涡扇发动机分布式控制系统及数字仿真平台设计

国内外航空发动机分布式控制系统研究往往脱离实际发动机,分布式控制系统的控制性能好坏很难定量地表现出来。本文以一实际的涡扇发动机为被控对象,分析了被控对象的特点及控制需求,设计了分布式控制方案,在MATLAB/TrueTime环境搭建了分布式控制系统数字仿真平台,仿真平台采用CAN总线通讯方案,通过时间与事件触发解决通讯同步问题,最终完成了发动机各个状态下的主燃油、加力燃油、尾喷口喉部面积控制,仿真结果表明所搭建的数字仿真平台控制性能良好,能满足航空发动机控制要求。     

虚拟同步控制的港口岸电电源阻抗建模及稳定性分析

为增强系统惯量和阻尼,虚拟同步控制被广泛应用于港口岸电电源中,但虚拟同步控制的港口岸电电源与船舶PWM整流器负荷之间可能存在交互失稳问题.因此,本文首先根据其多时间尺度控制特性,提出了虚拟同步控制的港口岸电电源的分频段dq阻抗模型.其次,基于所建dq阻抗和广义奈奎斯特稳定判据的稳定性分析表明,港口岸电电源的交流电压环与船舶PWM整流器负荷的直流电压环之间存在控制交互作用,进而会诱发系统振荡.增加港口岸电电源的交流电压比例和谐振系数,或减小船舶PWM整流器负荷的直流侧电压比例系数可增强港口岸电供电系统的稳定性.最后基于硬件在环实验平台,验证了阻抗模型和稳定性分析结果的有效性.