二次SISO线性系统的无超调阶跃响应补偿器设计

高性能伺服系统要求在阶跃响应过程中无调超现象 ,阶跃响应超调与系统零 /极点结构有关 ,通过使用适当的补偿器能有效消除超调现象 .作者对非严格正二次SISO线性系统阶跃响应特性进行了研究 ,并阐述了实现无超调现象的充要条件 ,对无超调阶跃响应补偿器设计进行了探讨 ,给出了补偿器参数设计取值 .仿真结果表明 ,该补偿器简单有效 ,可广泛应用于机器人控制等领域     

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Bessel滤波器设计无超调状态反馈系统

提出了一种基于Bessel滤波器设计状态反馈系统的方法.该方法采用Bessel滤波器的传递函数作为待设计系统的闭环传递函数,使得系统的阶跃响应无超调.仿真结果表明基于Bessel滤波器设计的状态反馈系统无超调,具有较强的抗扰性能.     

试验台转速控制系统动态性能仿真

为了提高工程机械多功能试验台的快速响应性与稳定性,建立了工程机械多功能试验台转速控制系统的动力学模型和仿真模型,利用PID(比例、积分、微分)控制器调整仿真参数,通过突加阶跃载荷和斜坡载荷来仿真模拟试验台在真实工况下的突然加速或减速以及速度平稳变化的过程。结果表明:仿真参数的合理选择对系统的响应性与稳定性有重要影响,参数调整后,系统的响应时间以及超调量满足工程机械响应时间短、超调量小的要求,系统具备较好的快速性与稳定性;仿真曲线验证了理论分析与实际情况相吻合。     

基于模糊控制的珩磨机伺服系统位置控制

在简要介绍珩磨机加工原理的基础上,通过实验建立其数学模型,然后利用MATLAB工具对系统进行了频域分析和时域分析.根据实际加工情况提出需要对控制系统的超调量进行控制,由于原系统不能满足要求,因此采用模糊控制策略对该系统进行了校正.仿真结果表明,校正后的系统完全满足系统超调量为零和快速性的要求.     

一种改进的参数在线自校正模糊控制器

介绍一种采用改进的参数校正原则的自校正模糊控制器.该控制器具有动态范围宽、稳态精度高、响应速度快和超调量小的优点.同时,计算机仿真也表明:对于控制对象参数的变化,该控制器具有良好的适应能力.     

新型高阶Butterworth最佳传递函数

提出一种新型高阶Butterworth最佳传递函数的设计方法,给出其频率特性和单位阶跃响应．实例和仿真都表明,新型高阶Butterworth最佳传递函数优于传统高阶Butterworth最佳传递函数,既降低系统的超调量,又提高系统的鲁棒性．     

多环境变量密封舱氧气浓度控制的仿真研究

对于多环境变量密封舱的O2浓度的PID控制,由于其总滞后大,尤其当密封舱O2浓度变化较大且频繁时,单回路控制系统无法得到良好的闭环特性,系统的阶跃响应往往具有大的超调且会产生振荡。而串级控制系统可以有效控制参数的动态性,从而达到更好的控制效果。通过仿真发现PID串级控制系统具有更低的超调量和更强的抗干扰能力。     

液压泵控马达数字调速系统研究

对液压泵控马达系统及其排量伺服机构分别进行了数学建模,分析了其各自及串联后的频率特性与阶跃输入响应特性. 理论分析表明:液压泵控马达系统的带宽较大,响应较快,阶跃输入下系统出现超调;排量伺服机构的开环增益较小,其带宽较低,响应较慢. 设计了调速系统的马达转速闭环数字PID控制算法,实验结果表明,通过仿真模型优化得到的数字PID控制参数能很好地用于实际泵控马达调速系统的闭环控制,并能获得良好的稳定性和快速性.     

燃气热泵系统中的串级模糊控制

为了设计燃气热泵系统的控制器,通过仿真试验对利用串级模糊控制时系统的动态响应过程进行了研究,介绍了串级模糊控制系统的结构和参数设计,并比较了串级PI控制和串级模糊控制两种策略下系统的阶跃响应,以及它们克服干扰的效果.结果表明,同串级PI控制相比,串级模糊控制在燃气发动机热泵系统中具有更好的控制效果--响应快并且超调小.     

磁悬浮平台的解耦模糊PID控制

介绍差动式磁悬浮平台的结构与工作原理,建立磁悬浮平台的数学模型.采用输入输出空间变量变换实现平台3自由度的解耦,研究磁悬浮平台的模糊PID控制.该控制方法根据不同的偏差E、偏差变化率EC对PID参数Kp,Ki和Kd进行自校正,给出了Kp,Ki和Kd的模糊规则表.实验结果表明:平台的阶跃响应超调量很小,约为6%,上升时间约为0.1 s,稳态误差约为2%:当平台被迫向下偏移0.2 mm时,系统仍能快速回到平衡位置且稳定悬浮,系统具有很好的刚度阻尼特性和鲁棒性.     

基于多软件平台的二维重载精密转台的控制特性仿真分析及优化

为提高二维重载精密转台动态特性，基于AMEsim、ADAMS以及Simulink多软件机电一体化联合仿真对系统控制特性进行仿真分析.本文使用AMESim建立电机模型，Adams建立二维重载系统的动力学模型，使用Simulink工具箱建立PID控制模型，最终建立三软件联合仿真模型对系统阶跃响应进行仿真分析；针对系统存在时变性、非线性和负载干扰等因素的问题，采用自适应模糊PID控制算法对系统进行控制优化.仿真结果表明，模糊PID控制算法有着响应快、无超调，稳定误差较普通PID控制减小37%左右等优点.     

一种改进的参数在线自校正模糊控制器

介绍一种采用改进的参数校正原则的自校正模糊控制器。该控制器具有动态范围宽、稳态精度高、响应速度快和超调量小的优点。同时 ,计算机仿真也表明 :对于控制对象参数的变化 ,该控制器具有良好的适应能力。     

一种改进的参数在线自校正模糊控制器

介绍一种采用改进的参数校正原则的自校正模糊控制器。该控制器具有动态范围宽、稳态精度高、响应速度快和超调量小的优点。同时,计算机仿真也表明：对于控制对象参数的变化,该控制器具有良好的适应能力。     

电加热微型反应器模糊控制系统设计

电加热微型反应器是属于高阶大惯性对象,采用传统的控制策略,很难满足过渡过程短、超调量小、稳态精度高的控制要求.针对这类大惯性对象,设计了一个参数自校正模糊控制系统.采用Matlab对设计的系统进行仿真,结果表明系统具有过渡过程短、稳态精度高且无超调的优点.     

基于蚁群算法的智能人工腿最优PID控制器设计

以蚁群系统和蚁群算法为基础,提出了一种新的具有不完全微分的最优PID控制器的设计方法.该控制器以系统单位阶跃响应的超调量σ、上升时间tc以及调整时间ts为性能指标,针对给定的控制对象,利用所建立的蚁群算法搜索出一组最优PID参数K*p,*i及T*d,作为实时控制中PID控制器的参数.该控制器被用于控制智能仿生人工腿中的执行电机.计算机仿真结果表明,与传统的PID控制器相比,这种基于蚁群算法的最优PID控制器具有良好的动态和稳态性能,可用于控制多种不同的对象和过程.     

一类非线性控制的设计与应用

通过运用人工智能原理,分析常规系统的阶跃响应过程特点,设计出了一类能抑制系统超调的非线性算法,并用谐波分析证明了此算法具有0°到45°的超前角,最后把它和常规控制结合对一类伺服对象进行了仿真,结果使系统性能得到了极大的改进。     

遗传算法与神经控制的融合算法

针对神经控制器和遗传算法二者各自的优缺点,提出了遗传算法和神经控制的融合算法——将遗传算法应用于神经控制器的学习和训练,使控制器兼有二者的优点从而提高控制系统的性能。运用该方法对电加热炉温度控制系统进行的Matlab仿真,结果表明采用遗传神经控制器的系统,不但提高了阶跃响应的快速性,而且大大减少了超调量。     

线性摩擦焊机电液伺服施力系统动态特性

为分析线性摩擦焊机电液伺服施力系统对焊接过程关键参数压力和速度的动态响应特性,判断系统的控制品质,对滑台压力进行了闭环控制下的时域阶跃响应实验,得到了时域响应曲线.对滑台速度和压力分别进行了开环和闭环控制下的频域特性实验,借助Matlab平台绘制出速度和压力的响应Bode图,通过逼近的方法得到系统对于开环速度和闭环压力信号的传递函数.实验结果表明,系统压力闭环时域响应平均纯滞后时间为2.6 ms,平均延迟时间为17.4 ms,平均稳态误差0.61%,平均超调量1.83%,系统响应速度快,超调量小,稳态控制精度高;速度开环工作频宽为9 Hz,压力闭环工作频宽为22 Hz,系统稳定性较高.     

主导极点与偶极子的关系

用零极点相消方法校正系统时,校正前后系统的主导极点位置将发生变化,本文列举实例,并用计算机进行了仿真,绘制了校正前后系统阶跃响应曲线,详细分析了主导极点与偶极子的关系,以及对系统响应的影响。