基于阶跃跟踪响应的PID控制器性能评价与调节

对阶跃跟踪扰动下的PID控制器性能评价与调节方法进行了研究。首先给出一种由系统闭环阶跃响应数据辨识过程阶跃响应系数的方法。基于辨识得到的过程阶跃响应系数,给出了求取PID/PI控制系统最佳控制性能(SSE指标意义下)和最佳控制器参数的方法。最后给出了对PID/PI控制器阶跃跟踪性能进行评价和调节的流程。仿真实验验证了方法的有效性。     

免疫响应反馈理论在水轮机调节系统中的应用

免疫响应反馈理论是维持生物体免疫平衡的关键,T细胞在不同的免疫阶段所具有的促进和抑制功能,保证了系统的快速响应和足够的稳定性。针对水轮机调节系统具有高度非线性、时变不确定、非最小相位等特点,通过免疫系统与控制系统的类比,借鉴免疫响应调节机理,利用免疫PID控制器来控制水轮机调节系统,并对该系统进行了仿真研究,仿真结果表明当工况变化和存在扰动时免疫PID控制器能有效的改善水轮机调节系统的动态性能,增强其鲁棒性和抗强干扰的能力。     

双级矩阵变换器的神经元PID闭环控制研究

为了提高双级矩阵变换器(TSMC)对电网电压突变以及负载扰动的鲁棒性,引入了神经元PID控制器.建立了基于d-q坐标系的TSMC闭环控制系统,利用神经元PID控制器对输出给定电压d,q分量进行跟踪控制.通过MATLAB/SIMULINK仿真将其分别与TSMC开环系统响应和采用PI控制器的TSMC闭环系统响应进行比较,仿真结果表明采用神经元PID控制器能使系统取得较好的动、稳态性能并具有较强的鲁棒性.     

质子交换膜燃料电池动态响应建模与仿真研究

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出响应,利用Matlab-Simulink仿真工具对PEMFC进行系统动态模型建立.通过使用燃料电池测试系统,在不同的运行条件下对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.实验数据与仿真结果吻合较好,表明该模型是有效和可操作的,有助于改善PEMFC的设计,提高其性能.     

电阻加热炉解耦模糊Simth预估PID控制研究与仿真

在电阻加热炉系统中,提出一种解耦模糊Smith预估PID控制器来优化系统的动态响应性能指标,并改善系统因被控对象参数改变或因干扰作用引起系统控制性能变差的现象。通过对具有纯滞后的一阶惯性电阻加热炉系统的仿真可见,解耦模糊Simth预估PID控制器获得的系统动态响应性能指标明显优于常规的PID控制器或Smith预估PID控制器,且在被控对象参数改变或出现干扰时系统的控制性能也得到了较好的改善。解耦模糊Smith预估PID控制的模糊语言规则少,系统响应速度较快。     

直接甲醇燃料电池温度响应的建模与仿真

给出了一种用于直接甲醇燃料电池(DMFC)温度响应的人工智能建模方法.采用BP网络、Elman神经网络与自适应神经模糊推理系统(ANFIS)避免了精确数学模型的复杂性.详细描述了辨识结构、算法和模型训练方案.通过不同模型之间的仿真对比,得出了三种网络的最优结构参数.仿真结果满足精度要求,得出ANFIS模型性能最优.在ANFIS模型基础上对DMFC温度响应特性作了简要分析.通过仿真模型可快速得到其输入输出特性,使DMFC温度响应的在线预测与控制成为可能.     

随动系统的模糊自适应整定PID变阻尼控制

为了使随动系统的输出以尽可能小的误差复现输入,通常用速度反馈以增大等效阻尼比的方法减小输出响应振荡和超调量,但阻尼比增大,系统响应迟钝,快速性变差。变阻尼控制技术根据系统输出响应的不同阶段在线实时调整系统的阻尼比,从而改善随动系统的动态性能。结合PID控制和模糊控制的优点,运用模糊推理方法建立PID三参数的模糊控制规则,设计出一种随动系统的模糊自适应整定PID变阻尼控制器。仿真结果证明了该方法可行,系统动态性能得到明显改善,具有良好的抗干扰性和鲁棒性。     

变频调速-变量泵复合调节液压系统仿真研究

在建立交流异步电机矢量控制、液压容积控制系统数学模型的基础上,建立在MATLAB/Simulink环境下的电气采用simpowersys库函数建模,液压采用传递函数联合仿真模型,实现变频调速和变量泵联合仿真,并进行仿真实验研究,结果表明采用复合控制,能提高系统的响应性能且节能,并指出系统发展应用的方向。     

一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计方法

提出了一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计与仿真分析的实现方法。该方法首先利用MATLAB中的模糊系统工具箱结合MATLAB函数构建控制规则可调整的模糊控制器,然后利用最优化工具箱优化模糊控制器的控制规则和参数,从而提高设计模糊控制器的效率。最后利用仿真连接器建立系统仿真模型并在单位阶跃输入信号作用下仿真分析系统动态性能和优化设计结果。仿真表明,控制规则及参数优化后,系统阶跃响应特性基本上能达到“快速—无超调”的设计目标。     

云层信道光通信链路误码率及性能改善途径分析

云层粒子多次散射引起激光脉冲时间扩展,造成接收信号出现码间串扰.首先使用蒙特卡洛光线追踪法对不同云层光学厚度下,云层的激光脉冲时间响应进行了仿真,并将仿真结果拟合为双Gamma函数.然后建立了云层信道最大码元传输速率计算模型和带均衡的云层信道时间响应模型,并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型.通过仿真得出:数据传输速率自适应和信道均衡能有效地对云层多次散射效应进行抑制,改善系统误码率性能.     

基于遗传算法的模糊免疫控制器设计

运用模糊李亚普诺夫综合法设计模糊控制器来模拟免疫系统中的反馈机理,应用遗传算法对控制系统响应的快速性及稳定性的参数进行了优化,实现了免疫控制器的合理设计。采用此方法设计平衡梁系统控制器,仿真结果表明,控制器性能优于常规控制器,且系统具有良好的鲁棒性。     

分布式仿真系统的多通道视景生成

多通道视景生成可以给用户带来具有强烈沉浸感和宽视野的数据可视化效果。讨论了一种在HLA仿真架构下,基于PC机群的分布式仿真系统的多通道视景生成的体系结构,以及在该体系结构下各主要功能模块的工作流程。实验结果表明,该系统在实现分布式仿真系统数据驱动下的多通道静态场景、动态实体实时生成的同时,能够及时响应用户的交互操作,并且具有很高的性能价格比。     

基于Unity3D的水下机器人半实物仿真系统

基于Unity3D研制了一种由地面控制终端、机器人本体和三维仿真系统3部分组成的水下机器人半实物仿真系统,为水下机器人开发过程中的性能测试、控制算法分析和人员操作培训提供了仿真和测试平台。该系统采用同一地面控制终端作为三维仿真系统和机器人控制系统的统一指令输入源,以实现虚拟对象和机器人本体的同步工作,可对系统进行实时监测、调参。采用多目视觉技术对机器人位置采集,对传感器数据进行卡尔曼滤波处理。机器人运动仿真试验结果表明,机器人实际运动路径和仿真规划路径基本相同,该系统动态响应性和控制系统同步性较好。     

飞翼无人机着陆滑跑建模和控制仿真研究

根据无人机在三轮着地滑行时的运动特性,建立了这一阶段的全量非线性模型,并在MATLAB/SIMULINK仿真环境下设计了该模型的仿真系统,加入了防滑刹车控制系统模型,使仿真更接近实际情况。提出了飞翼无人机基于阻力方向舵的滑跑控制方案,针对某飞翼无人机的着陆滑跑控制仿真结果表明,所设计的仿真模型可用;主轮刹车与阻力方向舵协调操纵进行滑跑控制的方法响应平滑,性能良好。     

电压源型逆变器改进无差拍控制策略仿真研究

电压源型逆变器广泛运用于UPS、新能源发电等场合,在各种负载下,尤其是非线性负载下的低电压畸变率和快速系统响应是其追求的目标。通过对单相逆变系统进行建模,根据其离散状态空间方程,提出了一种新型无差拍控制策略,在双闭环控制基础上增加了2个前馈环节,并设计了预测状态观测器以消除采样和计算带来的延时,提高系统动态响应能力。在MATLAB/Simulink环境下对单相逆变器改进型无差拍控制策略进行了系统建模,仿真结果表明,该控制策略能显著提高系统在非线性负载下的动态响应性能,改善输出电压波形。     

基于汽车系统动力学的虚拟驾驶仿真模型研究

基于汽车系统动力学建立了一种包括发动机模型、传动系模型、离合器模型、制动系模型、汽车行驶速度模型、转向系模型的仿真模型.基于以上模型开发的汽车虚拟驾驶仿真系统可以准确地模拟汽车在起步、加速、转向以及制动等各种行驶工况的状态以及汽车的各种动力学响应.以上模型为汽车虚拟驾驶仿真系统提供了完整的汽车系统动力学模型,同时,该模型也可进一步应用于汽车的数字化设计,检验汽车的动力学性能.     

无刷直流电机PID控制系统仿真及实验研究

建立了无刷直流电机的数学模型,并设计了基于Matlab的无刷直流电机PID仿真系统.借助数字信号处理器TMS320F2812,将PID控制与BLDCM控制系统有效的结合在一起.通过实验验证,设计的控制系统具有快速响应能力,减少了转矩脉动,改善了控制系统的性能.     

远程多管火箭发射动力学仿真

远程多管火箭发射动力学仿真是进行远程多管火箭动态设计和提高武器系统性能的前提。对某简易控制远程多管火箭发射与控制动力学进行了深入的理论、计算和试验研究,建立了远程多管火箭刚弹耦合的多体系统发射动力学模型和发射动力学方程。在远程多管火箭发射动力学理论研究的基础上,形成了远程多管火箭发射动力学数值仿真系统。对远程多管火箭在发射过程中振动特性和动力响应进行了数值仿真,仿真结果得到了试验结果的验证。     

头盘微小间隙动态浮动理论研究

本文对微小浮动间隙的磁头浮动块的动态浮动性能进行了仿真计算。在考虑头盘碰撞的基础上,分析了磁头浮动块对冲击的响应。分析结果表明:在微小浮动间隙的头盘系统中,盘片表面粗糙度和外界干扰冲击对浮动块的浮动性能影响较大。新的动态浮动理论中,必须包含头盘磁撞的研究。     

非最小相位系统预测函数控制

针对开环稳定非最小相位系统(NMPS),提出了一种参考轨迹自调整预测函数控制(PFC策略。由于开环稳定NMPS可以方便地用有限脉冲响应(FIR)模型来描述,因此采用基于FIR模型的PFC对其实施控制,并推广到多变量情形,实现对多变量NMPS的有效控制。为了在减小负调缩短调节时间和减小超调之间达到合理的折中,提出了参考轨迹自调整方案,在系统响应初始阶段采用较大的期望闭环性能特性系数,以减小负调;当系统克服负调进入正常响应阶段,采用适当的期望闭环性能特性系数,以缩短调节时间和减小超调。将该策略应用到水轮机调速系统中,仿真结果表明,系统具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。