基于模型预测内模的实时控制算法

对具有滞后性、外界扰动和被控对象参数不确定性、快速性要求高的一类单输入-单输出线性系统的非恒值实时控制的模型预测内模的控制算法进行了进一步的分析研究.从理论上分析了该控制算法的系统稳定性条件、稳态控制误差,研究了在逆变电源控制系统中,该控制算法对负载的鲁棒性和对扰动的抑制能力.算法仿真表明:该控制算法能够克服外界扰动和被控对象参数不确定性,系统具有较强的鲁棒性,稳态控制精度高,动态响应速度快.     

改进PID算法在气动位置伺服控制系统中的应用

本文采用传统的PID控制方法对气动位置控制系统进行了研究. 该方法不要求对被控对象建立数学模型,而是通过调整比例、积分、微分三个参数对系统进行控制. 针对传统PID算法中存在的不足,对传统PID控制器加以改进,提出变速积分PID控制算法,并采用变速积分PID控制算法对位置定位控制进行了实验研究.     

基于积分分离式PID控制算法的机械自动控制系统设计

基于单片机控制的积分分离式PID控制算法设计了一种收割机自动控制系统.系统以STC12C5A60S2为控制核心,经由脱粒滚筒转速信号检测模块、谷物喂入量检测模块、脱粒滚筒扭矩检测模块和籽粒搅龙轴转速模块采集相应数据信息,经系统内部相互协调综合算法处理后,实时输出相应控制信号至电动推杆,调控其AD值驱动HST变速器动作,进而获得最佳积分分离限β值控制收割机行走系统以达到最优状态;并能实时处理收割机作业过程中过载降速或堵转等突发状况,最后通过仿真实验分别完成了传统PID控制算法与三种不同积分分离限的情况下积分分离式PID控制算法的对比控制效果.仿真实验结果表明:基于积分分离式PID控制算法的机械控制系统优化设计必须是基于传统PID控制算法基础,以最优参数比例进行恰当调整实现.     

径向基神经网络和模糊PID控制器在矿井输送机中的应用

矿井输送机运行过程中,由于被控对象具有时变、非线性等因素,传统自适应PID控制算法难以满足控制要求．针对这一问题,采用径向基神经网络和模糊控制策略优化PID控制器参数,从而对矿井输送机进行控制。在MATLAB上进行试验仿真实验结果表明,这种PID控制器在矿井输送机中起到了很好的效果,     

广义预测控制在特殊Wiener型非线性系统的应用研究

广义预测控制是一种基于被控对象参数模型的控制算法,适用于复杂的、数学模型难以精确建立的控制系统。现研究了该算法,并对一个被控对象模型进行了仿真。结果表明,广义预测控制算法响应速度快,无超调,控制效果理想。     

基于模型参数辨识的网络化系统控制策略

针对网络控制系统中普遍存在的有限带宽问题,提出了基于模型参数辨识的网络化系统控制策略.该系统由多个子系统构成,各子系统包括辨识模块、更新模块和控制器模块等.系统在闭环更新周期内,通过辨识模块在线辨识系统参数以构造被控对象的动态模型并重构其状态,更新模块利用已辨识参数更新被控对象模型参数,最后由控制器模块输出控制量.系统通过合理地设计闭环更新周期,调节模型与被控对象的匹配程度,达到减小系统对网络带宽的需求及提高网络的使用率,进而实现基于模型的控制策略.结合直流电机的网络化控制系统进行的Matlab仿真实验,结果证明了所提方法的有效性.     

舵机减速器转角测量误差分析与补偿

在舵机系统的力能传递测试实验中,减速器转角的测量精度是反映舵机特性的重要指标.由于机械安装、零件加工、控制算法采样量化误差和传感器非线性等因素综合影响,角度实测值与理论值之间存在误差并影响测量精度.本文以带有光栅传感器的舵机减速器作为研究对象,通过物理分析、数值计算与系统建模等手段分析了机械、传感器和控制算法采样量化等原因引入的测角误差,提出将机械偏心和传感器非线性作为系统误差,采用最小二乘法构建角度误差指标函数,通过优化指标函数获得由于控制算法采样量化造成角度误差的补偿量的观点.仿真曲线给出了动态静态加载时的误差曲线,以某型舵机减速器为测试设备的实验依此方法进行数据处理,实验结果将测角精度提高了一个数量级(30″),证明了此方法的有效性.     

控制饱和系统的极限学习机控制算法

为提升被控系统的鲁棒性和控制精度,对存在控制饱和约束和内外参数摄动的非线性系统,提出一种基于极限学习机的自适应反演控制算法。针对存在控制饱和约束的非线性系统,基于所设计的辅助函数,将非线性控制饱和约束转换成常规控制输入形式,有效降低了控制器的设计难度。为提升内外参数摄动的估计精度和估计算法速度,采用极限学习机逼近内外参数摄动的综合项,构建了基于极限学习机的自适应控制算法,理论证明了闭环系统的全局渐近稳定性。与自适应滑模控制器对比仿真结果显示,控制器在控制力矩总能耗、系统输出收敛轨迹上具有更优的品质。     

基于组态技术的PLC虚拟仿真系统设计

提出将组态软件用于PLC仿真实验中,分析了用组态软件虚拟PLC被控对象的可行性,给出了仿真程序流程图,设计了以自动售货机为虚拟被控对象的仿真系统,通过计算机全真模拟PLC的控制对象,克服了真实被控对象的缺点.     

基于FUZZY推理的自调整PID控制器设计

在工业控制过程中,由于被控参数具有时变、非线性、不确定等因素,常规的PID控制算法难以满足要求,本文通过对模糊规则进行推理和决策,提出了在线整定PID控制器三个参数的方法.从而对各种被控对象、不同控制指标都能实现PID的最佳调整,取得理想的控制效果.     

履带车辆综合传动数字控制换挡

通过对履带车辆综合传动装置电液换挡要求进行分析,设计了兼有换向和调压功能的电液数字换挡系统,通过建模获得了由先导电磁阀和双边节流滑阀组成的数字调压阀的特性. 在此基础上针对综合传动装置单元件切换和双元件切换换挡过程特点制定换挡过程自适应控制策略并设计了换挡控制器. 试验结果表明,数字控制换挡改善了重型履带车辆综合传动装置离合器滑摩过程,提高了换挡平顺性,更好地满足了车辆对换挡品质和环境使用的要求.      

汽车坡起中EPB的Bang-Bang控制研究

针对车辆坡道起步问题,提出了基于Bang-Bang控制的气压式EPB控制策略.分析了坡道起步过程中的受力变化以及气压式EPB工作原理,研究了电磁阀的工作特性,提出了EPB电磁阀的脉宽调制（PWM）和脉频调制（PFM）的结合控制方式.研究了坡道起步过程中驱动力矩与制动力之间的对应关系,提出了坡道起步需求气压理想控制目标,采用Bang-Bang控制算法作为系统控制策略核心算法控制EPB电磁阀.在试验车上进行了坡道起步试验,起步平稳无溜车,控制效果良好,证明了控制策略的可行性.      

驱动参数对三通电磁阀动态响应特性的影响

通过实验研究了驱动电压、反向消磁脉冲等驱动参数对共轨燃油喷射系统中三通电磁阀动态响应性能的影响,同时对驱动参数进行了优化控制.结果表明:提高驱动电压可以有效地提高三通电磁阀的动态响应性能;在不同驱动电压下,对于同一正向励磁脉冲都有一个最优的反向消磁脉冲,这时三通电磁阀的动态响应特性最好;驱动电压越高,最佳消磁脉冲越小,最佳消磁脉冲变化越缓慢.对驱动参数进行优化控制后,三通电磁阀的动态响应性能得到了大幅度的提高.     

基于模糊PID控制的PWM型电磁比例阀的研究

针对传统PID控制的PWM型电磁比例阀不能满足在控制系统性能要求较高场合的问题,设计了一种基于模糊PID控制的PWM型电磁比例阀的控制系统,并对该电磁比例阀进行了PID控制和模糊PID控制的MATLAB仿真。分析对比,结果表明:模糊PID控制具有响应速度快、稳定性高、超调量小等特点,较好的满足了控制要求。     

基于自适应变尺度混沌优化的柴油机高速电磁阀特性仿真

为优化柴油机高速电磁阀设计参数及提高其工作效率,建立高速电磁阀静态吸附特性和动态响应特性模型;采用Visual Basic 7.0和MATLAB相结合的方法研发柴油机高速电磁阀特性仿真系统,并对设计参数优化与特性进行仿真分析.研究结果表明:采用自适应变尺度混沌优化算法可实现柴油机高速电磁阀设计参数优化和工作效率提高;当工作电流为10 A时,所产生的最大电磁吸附力能够确保柴油机高速电磁阀正常开启稳定;当工作气隙宽度为50 μm时,能够有效缩短柴油机高速电磁阀的静态响应时间;当弹簧预紧力为80 N左右时,可确保其工作开启和关闭的响应时间满足实际要求,而衔铁质量对柴油机高速电磁阀动态响应影响不大.     

气压式电子驻车制动系统控制电磁阀的匹配研究

针对气压式电子驻车制动系统中的电磁阀匹配问题,对改进设计的直动式两位两通电磁阀,以及常见的微型电磁阀、分步直动式电磁阀进行研究。首先对气压式电子驻车制动系统展开了研究,然后依据系统方案设计搭建气压式电子驻车制动系统的阀类试验台,对三种电磁阀进行静、动态特性试验研究;并对不同控制频率和占空比下的系统压力响应特性进行了研究。试验结果证明改进设计后的直动式两位两通电磁阀对于气压式电子驻车制动系统具有优于其余两种阀的匹配性。最后,对该直动式两位两通阀开关动作下系统的压力滞后特性进行研究,得到电磁阀的通电时间至少应大于开启滞后时间20ms,电磁阀的断电时间至少要大于关闭滞后时间24 ms。     

一种高速开关阀控的油门伺服系统

研究用于遥控履带车辆的高速开关阀控油门伺服系统．遥控履带车辆的车速性能指标由油门伺服系统控制油门开度实现．油门伺服系统的执行机构选用高速开关阀控液压油缸，由电控单元通过调节脉宽控制．对油缸的运动特性以及高速开关阀的开关性能进行分析，针对油缸运动的非对称性和高速开关阀的开启响应滞后的特点，设计了具有非对称控制参数和时间滞后补偿的静态积分PD控制器．实验结果表明油门伺服系统的性能优良，能够实现遥控履带车辆的车速控制要求．     

液力缓速器放液支路先导比例电磁阀瞬态特性优化

为改进液力缓速器充液率控制系统的瞬态响应特性,建立放液支路比例电磁阀动力学模型并进行实验验证,采用最优欧拉超立方设计方法对典型参数进行敏感度分析,获得比例电磁阀典型参数对输出压力特性的影响规律.结果表明,对于比例电磁阀的压力超调特性,阀芯直径影响最为显著,随后是等效质量和预紧力的交叉项,分析结果对比例电磁阀输出特性的实验校核与加工过程中的零件精度控制具有一定的指导意义.据此采用多目标遗传算法对参数进行优化并获得对应的Pareto前沿优化解集,所选的多目标优化设计点输出压力特性与初始设计点相比,在比例电磁阀响应时间基本不变的情况下,输出压力超调大幅下降,最大降幅达72%,有效改善了液力缓速器放液支路先导比例电磁阀瞬态压力调节特性.      

采煤机滚筒液压调高比例控制系统的数值模拟

为实现记忆截割滚筒调高曲线的平滑性及减少调高系统的振荡,建立了电液比例方向阀调高系统与电磁换向阀调高系统的传递函数及其控制器模型,采用Matlab/Simulink与Automa-tion Studio联合仿真的方法,分析其系统工作的压力、流量及加速度特性。仿真结果表明:电液比例方向阀控制液压缸调高系统的压力、流量及加速度曲线振荡比电磁换向阀控制的小,明显地减少了滚筒截割时调高启动冲击,提高了采煤机工作的可靠性,为采煤滚筒调高控制系统的设计提供了参考依据。     

电控柴油喷射用电磁控制旁通阀的研究

电磁控制旁通阀是时间控制式电控柴油喷射系统的重要组件,它的实用性开发是电控柴油喷射系统实用化所必须解决的关键技术问题。该文在系统地研究电磁控制旁通阀工作特性的基础上,研制出了一种高低压平衡式旁通阀。该阀与高速强力电磁铁及其驱动电路相配合,解决了电磁控制阀的动态响应特性、工作稳定性、动态密封及快速泄流等方面的问题,其工作性能能满足电控柴油喷射系统喷射控制的要求。采用该电磁控制阀的ＹＣ６１０８电控柴油机样机实现了正常运转。