基于Preisach逆模型的压电陶瓷执行器迟滞补偿控制

为解决迟滞非线性对压电陶瓷执行器的影响,提出了基于Preisach逆补偿的闭环控制策略,利用考虑了擦除特性的分类排序方法实现了迟滞的Preisach逆模型,通过Preisach逆模型串联补偿降低迟滞作用的影响,并在逆模型前串联PI控制器,通过闭环控制抑制未能完全补偿的迟滞非线性,进而提高系统的控制精度,平均绝对误差下降到0.025μm.实验表明,基于Preisach逆补偿的迟滞补偿控制策略具有良好的控制性能.     

Preisach逆模型补偿的压电陶瓷执行器自适应滑模控制

为了降低压电陶瓷执行器迟滞特性对纳米定位平台精度的影响,利用Preisach逆模型补偿迟滞特性,并针对逆模型未能完全补偿的迟滞特性、模型参数的不确定性以及其他扰动设计了自适应滑模控制律.仿真实验结果表明,与普通滑模控制器以及逆补偿PID控制器相比,逆补偿的自适应滑模控制器提高了定位系统的跟踪精度,对系统不确定性和外界扰动有较强的鲁棒性.     

基于二次逼近模型的PID增益预测控制

针对传统的 PID控制和预测控制的问题 ,文章提出一种基于二次逼近模型的 PID增益预测控制 ,并阐述了该系统的结构、算法和应用特点。通过二次逼近建模的方法 ,提高了建模的算法速度和实际逼近精度以及较强的动态补偿能力。运用这种模型的预测和传统的 PID相结合 ,使控制系统具有增益自适应能力和较好的鲁棒性 ,并通过仿真实例对该方法的特点和性能进行了验证     

超磁致伸缩驱动器输出位移模型参数的辨识方法

为了提高超磁致伸缩驱动器的控制精度和响应速度,需要快速精确获取其磁滞非线性模型中的未知参数。在介绍超磁致伸缩驱动器工作原理的基础上,基于Jiles-Atherton模型建立了GMA的磁滞非线性模型,并提出一种改进型粒子群算法对其模型参数进行辨识,最后搭建仿真和实验平台进行验证。结果表明:该改进型粒子群算法辨识GMA输出位移模型参数有效性高,参数辨识代码运行时间缩短至210s,适应度函数值最小达到0. 165 7,由此建立的磁滞非线性模型的计算精度可精确到0. 001μm,且通过多次比较发现该位移输出模型重复性较高,研究结果为后续进行GMA输出位移的误差补偿控制提供理论依据。     

基于自校正模型的非线性系统多模型预测控制

针对化工过程某些非线性系统的不对称动态特性,提出了一种基于自校正模型的多模型预测控制算法.在平衡点附近建立线性模型,利用当前工作点,通过二阶泰勒展开校正模型参数,补偿非线性不对称动态特性,形成了非线性系统的自校正多模型描述.以基于模型输出偏差的切换指标函数作为模型切换准则,结合状态反馈预测控制,构成了多模型预测控制器.pH值控制的仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于模型参考的自适应PID控制器

提出了一种基于模型参考的自适应 PID控制器 ,通过引入一自适应误差信号 ,根据模型参考自适应控制原理的方法 ,推导了 PID参数整定的自适应率 .仿真结果表明 ,该控制器与典型的PID控制器相比 ,显著提高了系统的动态响应性能 ,系统输出能够很好地跟踪参考模型的输出 ,具有一定的抗干扰性 ,鲁棒性较好     

基于LM的神经网络偏差补偿预测控制及其应用

提出了一种基于LM优化算法的神经网络偏差补偿预测控制 ,对预测偏差进行及时补偿校正 ,并以电加热炉为模型进行实验研究 .仿真结果表明 ,该控制算法不仅能够较好地控制非线性系统 ,具有良好的跟踪性能 ,而且系统的快速性得到很大的提高 .     

基于前馈控制的压电单轴实时位移控制系统

为满足微细加工、超精加工等的实时性、精度要求,基于前馈复合控制,提出一种压电单轴精密位移的嵌入式实时控制系统.建立了压电致动器的阶跃响应模型、迟滞特性的Preisach及逆模型.采用Preisach逆模型作为前馈控制环节、比例积分控制作为反馈环节,设计前馈复合控制器.研制了基于S3C2410控制器的压电单轴实时位移控制系统.测试表明:阶跃响应稳态误差小于0.15 μm,调节时间约1.2 ms,超调量约10％;正弦响应误差为-0.41～0.45 μm,在±1.5％以内;该系统能满足多个领域的实时精确控制要求.     

基于LS-SVM的超磁致伸缩致动器数据驱动建模方法研究

针对超磁致伸缩材料(GMM)的强非线性特征,提出了一种新的超磁致伸缩驱动器(GMA)实验系统及其数据驱动建模方法.实验中的测量数据取自光栅传感器,采用数据驱动原理,基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)实现了GMA的非线性建模.对模型性能进行了实验评估,预测了GMM棒的动态特性,并讨论了驱动电压对输出特性的影响.实验结果显示,该模型能较好地预测GMA的制动输出,预测误差在0.05%以内.     

基于重复控制的平面可控机构控制系统研究

混合驱动连杆机构系统是一种新型的可控机构，其控制系统要求实现高精度的跟随运动。这里基于复合控制的思想，设计了基于重复控制补偿的PID控制系统。仿真结果表明，该方法可以显著提高系统精度，具有良好的控制性能。     

一种基于灰色模型和机理模型集成的质量预测模型及其应用

针对长流程工业过程中产品质量难以实时检测且不易实现优化控制的难题,通过对生产数据特性和质量预测要求的分析,提出了一种基于GM(1,1)灰色模型和机理模型集成的质量预测模型.首先根据过程机理知识建立了粗糙质量预测模型;然后运用灰色预测中的残差辨识理论,用机理预测模型的残差时间序列建立残差GM(1,1)模型,其预测结果补偿机理模型的预测值.验证结果表明,该质量预测模型能获得较理想的质量预测精度,其应用可使产品质量得到显著的提高.     

电励磁同步电机的U模型自抗扰无速度传感器控制

为有效抑制电励磁同步电机调速时负载等外部干扰对系统稳定性的不利影响,同时考虑到高强度干扰引发的编码器故障,提出一种基于U模型的自抗扰无速度传感器控制策略。首先针对高强度干扰对编码器的影响,建立了基于U模型的电机转速估计模型;然后将负载扰动归为未知扰动,利用扩张状态观测器对扰动进行观测,并将电机转速估计值作为速度反馈,通过反馈控制律进行主动补偿,提出基于U模型的自抗扰无速度传感器控制策略;最后对基于U模型的自抗扰控制器与传统PID控制器进行仿真和实验对比。结果表明,基于U模型的自抗扰控制器较传统PID控制器具有更好的动静态响应特性;基于U模型的自抗扰无速度传感器控制策略具有有效性;在编码器出现故障时,通过U模型对转速的估计仍可保证系统稳定运行,同时还可提高系统的动态性能和抗干扰能力。     

高地隙车辆侧倾稳定性主动力矩控制器的研究

为提高高地隙车辆行驶时的操纵稳定性,针对其非线性、复杂性以及时变不确定性的特点,建立了包括主动力矩控制系统在内的联合仿真平台,以实现对质心侧倾角的控制.基于ADAMS/View建立车辆的动力学物理模型,在此基础上,基于MATLAB/Simulink建立控制系统仿真模型.将灰色预测理论、模糊控制与传统PID控制算法相结合,分别设计了以单活塞双向液压缸为执行机构,以主动力矩为控制变量的3种侧倾稳定性主动力矩控制器,并基于联合仿真平台进行稳定性控制系统的仿真分析.仿真结果表明:3种控制器均能够有效提高车辆的侧倾稳定性,其中灰色预测模糊PID控制器的效果最好,侧倾角的变化范围减小了45.5%,其均方根值(RMS)减小了45.2%.     

模糊模型PID优化控制在非线性系统中的应用

通过提出一种基于T-S模糊模型的非线性系统PID优化控制算法,将该算法应用于具有强非线性与不稳定性的填料塔热交换装置,为非线性控制系统的实际应用提供一种方案.在机理分析的基础上建立了分段非线性模型,设计了该装置的模糊模型PID优化控制器,对系统温度进行控制.实验结果与传统的PID控制结果对比表明,采用文中提出的模糊模型PID优化控制方法能够有效解决非线性控制问题.     

基于Matlab的模糊PID调速系统的设计与仿真

针对异步电动机调速系统的非线性和结构参数易变等特点,将模糊控制和PID控制的简便性、灵活性结合起来,设计了模糊PID调速系统的双闭环模糊控制仿真模型,建立了基于Matlab Simulink的系统仿真模型,并对模型进行了多方面性能的仿真研究。仿真结果表明,该模糊控制系统仿真模型具有良好的给定适应性、鲁棒性;并且提高了非线性系统的动、静态特性,使系统获得了较好的性能。     

基于Matlab的模糊PID调速系统的设计与仿真

针对异步电动机调速系统的非线性和结构参数易变等特点,将模糊控制和PID控制的简便性、灵活性结合起来,设计了模糊PID调速系统的双闭环模糊控制仿真模型,建立了基于Matlab Simulink的系统仿真模型,并对模型进行了多方面性能的仿真研究。仿真结果表明,该模糊控制系统仿真模型具有良好的给定适应性、鲁棒性;并且提高了非线性系统的动、静态特性,使系统获得了较好的性能。     

一种新广义Preisach迟滞模型及其神经网络辨识

研究压电陶瓷执行器应用于纳米定位系统时,其多值映射的迟滞特性对系统定位控制精度影响.在经典Preisach模型的基础上,引入平均迟滞函数,提出了一种新广义Preisach迟滞模型,并利用神经网络对新广义Preisach模型关键参量辨识.仿真实验表明,利用该迟滞模型对压电陶瓷执行器建模,可以简化建模过程,提高建模精度.     

SCGM预测控制对纯滞后伺服系统性能的改善

通过对圆网伺服系统的分析，提出了一种基于系统云灰色模型（SCGM）的预测补偿控制器，它结合灰色预测，PID控制以及决策控制的思想，可以较好地改善小的纯滞后伺服系统的跟踪性能，仿真试验和实验运行证明了该控制方案能够在不影响原有系统阶跃响应的情况下，减小斜坡响应的稳态误差，提高伺服系统的动态响应能力。     

喷涂机器人关节的PID自适应模型

针对喷涂机器人各关节传递函数的时变性,建立了一种比例积分微分(PID)控制器参数自整定模型.首先,对喷涂机器人进行动力学分析,应用数值法简化关节动力学方程,建立各关节的传递函数;在此基础上,通过试验,设计在不同位置的PID控制器,获取相应的PID参数,并应用最小二乘法建立PID参数与关节转角位置的数学模型;最终利用该模型设计了下一时刻关节的PID控制器,并进行了仿真试验.结果表明,基于该模型设计的PID控制器响应速度快,机器人的位置精度小于±0.1mm,基本可满足喷涂作业要求.     

随机非线性系统的在线修正参数预测滤波PID控制

针对一类随机NARMAX模型,分析了其可采用PID控制的约束条件.提出采用辅助模型的可克服算法病态的遗忘因子递推最小二乘算法对被控对象进行参数估计,利用动态切平面逼近的预测算法对系统输出进行预测,基于一具有预测控制性能的增量型预测滤波PID控制算法,根据可克服算法病态的直接极小化指标函数自适应控制算法和Robbins-Monro算法,给出了具有在线修正PID控制参数和加快PID控制参数收敛速度的随机NARMAX模型的自适应预测滤波PID控制算法.仿真研究表明:因给出的PID控制算法具有预测控制性能和在线修正参数性能,故系统具有较好的控制品质.