倒立摆的输出反馈控制

倒立摆是不稳定的非最小相位系统,其H∞输出反馈缺乏鲁棒性。用带宽设计的观点分析了不稳定非最小相位对象的控制难点,指出非最小相位的控制要求系统的带宽要窄,而不稳定对象的控制则要求带宽要宽。提出用一个宽带宽的回路对不稳定动态部分进行镇定,再对只具有非最小相位的回路设计一个窄带宽的控制器。通过仿真表明,这样的设计具有良好的鲁棒性。     

基于VHDL的可变多相位交通信号控制器设计

针对交通信号灯控制器的设计问题,采用层次化的设计方法,应用VHDL语言编制了可变多相位交通信号灯控制器的程序,并利用MAXPLUSⅡ进行了仿真。仿真结果表明:该系统可分别实现2、3、4相位交通信号灯控制,并且各相位的灯时分配能方便地通过设定输入进行调节,增强了系统的灵活性和适用范围。     

相位式激光测距系统电路温度特性仿真分析

为了分析温度对相位式激光测距系统电路相位的影响,采用Pspice电路仿真软件对相位式激光测距接收电路进行建模。分别对放大电路模块、自动增益控制模块、混频与选频网络在不同温度下进行频率特性仿真分析,得到各个电路模块在不同温度下10 MHz频率处的相位延迟。仿真结果表明,不同温度下相位式激光测距接收电路的相位延迟是不同的。最后,采用相位式激光测距系统电路进行测试实验,使用数据采集模块对信号连续采集,通过matlab对采集的数据进行读取并计算不同温度下的相位延迟,实际测试结论验证了仿真分析的正确性。     

数字型同步环的设计与CPLD实现

相位相干通信系统中,通常采用锁相环路来产生相干参考信号。传统的模拟型同步具有误差门限和步长固定的缺点。针对这些弊端,在传统模拟型同步环结构的基础上,提出了一种新的数字型设计方案,采用复杂可编程逻辑器件CPLD（Complex Programmable Logic Device),在Max plusⅡ环境下,利用AHDL语言实现了该设计方案。与传统设计相比,该设计具有可编程误差门限和可编程步长等优点。另外,使用CPLD设计,可以根据实际需要编程控制,大大增加了电路的灵活性。通过软件仿真验证,相位误差满足设计要求,具有一定的实用价值。     

一种新型加权无差自适应算法及其应用于火电厂控制的仿真研究

本文推导出一种新型加权无差自适应控制方法,它可以应用于开环不稳定系统及非最小相位系统,被控对象之中可以含有直接传输项.系统的稳态误差与加权参数的选择无关,而且理论与仿真均证明此算法的稳态误差为零.本文用此算法对火电厂中具有直接传输项和非最小相位的汽轮机主汽门调节系统进行控制仿真,并与其他算法进行了比较.其结果证明,此方法有较强的鲁捧性、可靠性与实用性.     

无波纹有限拍控制器的改进设计

无波纹有限拍控制器控制非最小相位对象时,会产生严重的瞬态响应,如负向超调和振荡．笔者利用参考输入前向通道附加零点配置技术,设计出了改进型无波纹有限拍控制器,该控制器不仅可以控制最小相位对象,而且可以控制一类具有位于右半Ｚ平面的共轭复数零点的二阶非最小相位对象－ 数字仿真表明,改进型无波纹有限拍控制器比原无波纹有限拍控制器具有更好的控制性能．     

基于遗传算法的相位差异技术图像恢复

相位差异技术利用焦面图像和固定离焦面图像信息,联合估计波前相位和目标物体.本文论述了相位差异技术的基本理论,由于其评价函数变量多、非线性、无约束条件、计算量非常大的特点提出了将遗传算法运用于相位差异技术.利用计算机开展了大量的模拟仿真实验,仿真实验结果表明,基于遗传算法的相位差异技术可以较准确地恢复光学系统的波前相位信息和目标物体.设计了一个将相位差异技术运用于成像系统的传感器,验证了相位差异技术提高图像清晰度和计算相位波前的能力.     

基于旋转高频注入的IPMSM位置检测改进研究

传统的旋转高频信号注入方法存在位置识别不准确、系统延时长、计算复杂等缺点,IIR(无限冲激响应)数字滤波器可以解决这些问题。选用MATLAB中的Fda Tool(Filter Design and Analysis Tool)工具箱可以满足滤波器的设计需求,工具箱提供了具体的操作界面进行数字滤波器的设计,只需要输入需要的滤波器类型和滤波器的相关数值,就能够获得设计的数字滤波器,最后将滤波器输出到仿真中。改进的旋转高频信号注入方法可以优化滤波,利用IIR数字滤波器获得负相序电流信号,得到的电流信号误差最小。外差处理电流信号得到转子位置误差信号,减少了滤波器的使用,降低了系统的延时时间。最后,对系统进行线性相位补偿,使得估计的转子位置延迟最小。搭建了IPMSM无位置传感器矢量控制仿真,以此验证算法的有效性。仿真实验结果表明:通过IIR数字滤波器及线性相位补偿,在低速范围内能够准确估计转子的位置与速度,与传统高频信号注入法相比,其估计精度更高。     

一类区间不确定时滞系统超前/滞后补偿器设计

针对一类具有全极点的区间不确定时滞系统,给出了相位超前/滞后补偿器的一种图解鲁棒设计方法.对滞后因子采用一阶Pade近似,应用广义Kharitonov定理,证明了图解法设计出的相位超前/滞后补偿器可以镇定区间不确定近似系统.通过仿真验证了该补偿器亦可镇定原区间不确定时滞系统,并保持良好的系统性能.该种图解设计方法选择参数灵活,便于实际应用.     

一种风光互补蓄电池能量管理系统的设计与仿真

为提高系统响应速度,缩短耗时,延长蓄电池的使用寿命,针对传统PI控制的不足,选取模糊控制优化蓄电池充放电控制,采用电压源型变换器平抑输出功率波动,设计了一种风光互补蓄电池能量管理系统。在MATLAB/Simulink平台搭建系统仿真模型,仿真结果显示,模糊控制响应速度快,控制效果好;并网电流与网侧电压保持同相位,跟踪性能好;设计的风光互补蓄电池能量管理系统具有良好的能量控制管理效果。     

多输入多输出电液伺服系统解耦自适应控制的研究

本文提出了一种新的多输入多输出电液伺服系统解耦自适应控制方案,它是广义最小方差自校正控制和参考模型自适应控制相结合的控制方案,能保证良好的动态解耦性能、高跟踪精度和适当的控制信号值.稳定性分析表明:本方案既适用于最小相位系统,也适用于非最小相位系统.使用本方案对一个两输入两输出的电液伺服系统进行了数字仿真和实时控制,取得了很大的成功.控制算法十分简捷,因而它适用于快动态系统.     

一种相位编码信号及其失配滤波器设计方法

为了解决相位编码信号脉冲压缩后峰值旁瓣电平过高的问题,提出了一种新颖的相位编码信号——宽主瓣相位编码信号及其失配滤波器的设计方法。首先,在给定相位编码信号时宽并且保持信号带宽不变的条件下,通过增加相位编码信号的码元长度来增加优化自由度进而降低其峰值旁瓣电平;然后,给出了宽主瓣相位编码信号的设计准则,并使用基于L-BFGS算法的最小p范数优化算法进行求解;最后,基于该相位编码信号提出了以最小化峰值旁瓣电平和逼近期望的主瓣为准则的失配滤波器设计方法,并使用凸优化算法进行求解。仿真结果表明:在给定相位编码信号的时宽、保持信号距离分辨力不变的条件下,与传统相位编码信号相比,主瓣展宽的相位编码信号峰值旁瓣电平可以降低4.32dB;通过设计失配滤波器的方法,该相位编码信号脉冲压缩后的峰值旁瓣电平可以进一步降低5.94dB。     

交直流输电系统的模式分析和直流阻尼控制

给出了一个含3条直流线路的交直流输电系统以用于直流阻尼控制的研究,采用特征值分析法和暂态仿真分析了该系统的特性.该系统具有结构复杂、振荡模式多的特点,这些特点广泛地存在于实际的交直流输电系统,在设计直流阻尼控制器时必须予以考虑.文中基于该系统设计了多个直流阻尼控制器.根轨迹分析表明,直流线路两端的频率差在相位补偿设计方面比交流联络线的有功功率变化量具有更多的优点,因而被选为直流阻尼控制器的输入信号.暂态仿真结果表明所设计的直流阻尼控制器有效地增加了系统的阻尼.     

零幅相误差跟踪控制器

非最小相位系统的不稳定零点给前馈控制器的设计带来了很大的困难。零相位误差跟踪控制器 (ZPETC)的提出部分地解决了这一问题。为了进一步提高跟踪精度 ,减小幅值误差 ,提出了调幅滤波器 ,与 ZPETC串联构成零幅相误差跟踪控制器。理论上可以实现理想跟踪控制 ,即输出可以完全复现输入信号。仿真结果表明 ,该前馈控制器可以精确跟踪方波输入信号     

基于相位优先度规则的单点公交优先控制策略

为了丰富决定信号切换的关键交通事件,并进行合理平衡和协调,达到多目标优化,提出了相位优先度的概念,根据关键交通事件的触发计算相位优先度,在此基础上设计了一种在双环相位结构下基于相位优先度规则的单点公交优先信号控制策略,该规则包括起始相位选择规则、屏障内相位切换规则和屏障间相位切换规则.仿真测试和分析结果表明,相对定时控制、基本感应控制,该控制策略可以有效地减少公交车辆延误,社会车辆也同时受益,达到多目标主体的利益平衡;与基于相位优先度规则的自适应控制相比,该控制策略保证了公交优先的有效性.     

液压变压器控马达系统特性研究

根据液压变压器控马达系统工作原理和系统动态方程,利用线性化理论,建立并简化了系统传递函数.理论分析表明,液压变压器控马达系统同时具有最小相位系统和非最小相位系统的性质.对于等配流槽液压变压器,当液压变压器控制角小于30°时,系统为最小相位系统;当液压变压器控制角大于30°时,系统为非最小相位系统.仿真结果表明,当液压变压器控制角大于30°时,系统的阶跃响应表现为负响应,系统具备非最小相位系统的特性.通过实验研究,进一步证明了理论分析和仿真分析的结果.研究表明,液压变压器控马达系统不适用于高精度转矩转速控制系统.      

一种非最小相位系统的非线性控制器设计方法

为解决非线性系统状态反馈线性化过程中出现的非最小相位问题,设计了一种非线性控制器实现对非最小相位环节的有效控制;通过微分同胚映射将原非线性系统变换为线性化标准型形式,此标准型由线性子系统描述的外部动态和由非线性子系统描述的内部动态(即零动态)构成;基于极点配置和李雅普诺夫稳定性理论,给出了一种零动态不稳定系统(即非最小相位系统)非线性控制器设计方法。数值算例仿真结果表明,该方法所设计的控制器既能确保外部动态满足性能要求同时也能保证零动态稳定。     

基于泛布尔代数的交通流控制模型的设计

针对城市交通控制系统实时性要求,利用已建立的通用的单交叉口交通信号控制的泛布尔模型,进行模型系统的硬件设计。在模型系统实现的过程中,选用CPLD作为交通系统数据处理的核心芯片,用VHDL仿真设计各功能模块,实现无冲突点的交叉路口多相位交通信号的配时控制。     

基于内模设计法的非最小相位系统控制

针对非最小相位系统的结构特点,提出内模控制器参数的合理算法.仿真结果表明,根据该方法设计的控制器具有较理想的控制效果,且控制器结构简单.     

基于符号跟随系统的无源控制设计

研究了基于符号跟随系统(SFS)的无源控制设计问题,讨论了该控制方案的适用范围.通过构造出的一个反例,说明了并联一般的无源系统后SFS无法保证实现系统的无源化.进一步分析了引入SFS后的单位负反馈可能导致闭环系统病态的问题,由此给出了在反馈通道中引入严格真无源系统的控制方案,得到了基于无源系统理论的输出反馈控制,并作了相应的特性分析.仿真以非最小相位系统为例,所得结果表明了该控制方案的有效性.SFS的引入拓宽了经典控制方案中参数的可调范围,可以较好地改善闭环系统的动态性能.