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.     

串联超前校正的电路设计及仿真

针对原控制系统中阶跃响应调节时间长、超调量大的问题,建立了串联超前校正网络的数学模型,使校正系统的相角裕度和幅值裕度满足实际工况要求,改善了系统的时域性能指标.利用Multism软件建立了校正前后的实时仿真模型.结果显示系统的阶跃响应变快,超调量降低,对自动控制理论的教学具有指导作用,对于工程实现实时仿真具有一定的实际意义.     

基于单神经元神经网络的无刷直流电机控制系统仿真

无刷直流电机是一种多变量、非线性、参数时变以及强耦合的复杂系统,利用传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)算法控制无刷直流电机存在参数调整困难、自适应能力差、控制精度低以及抗干扰能力弱等问题.为实现无刷直流电机的高精度控制,在转速环中引入了基于单神经元神经网络PID控制算法,研究了无刷直流电机的数学模型及运行特性,提出了单神经元神经网络PID算法,最后比较分析了在电机双闭环控制系统中转速环采用不同控制算法下的转速阶跃函数响应,以及三相电流、反电动势和电磁转矩的运行状态.结果表明:单神经元神经网络PID算法控制下的无刷直流电机其转速的阶跃函数响应具有更快的上升时间、更小的超调量以及更加稳定的运行状态.     

磁悬浮立式铣床主轴稳态特性

分析磁悬浮立式铣床主轴控制系统中PID参数对系统阶跃响应的影响,优选出两组PID参数,并对磁悬浮立式铣床主轴在不平衡激扰力作用下的动态特性进行仿真研究.结果表明,PID控制器的比例参数影响系统阶跃响应的超调量,积分参数有利于减小系统稳态误差,但积分作用不易过大,微分环节影响系统的响应时间;磁悬浮立式铣床主轴质量不平衡引起的激扰力会降低主轴旋转精度,在不平衡激扰力作用下,磁悬浮立式铣床主轴端面中心将产生与其转速同频率的周期性振荡,随着磁悬浮主轴转速升高,主轴端面中心振荡加剧.     

NOUS控制和PID控制的直流降压变压器控制性能对比

为了寻求更加优化的直流降压变压器控制系统,搭建了一台直流降压变压器并根据其参数建模,在此基础上分别设计了一种基于NOUS算法的状态空间控制系统、使用观测器的NOUS算法控制系统和PID控制系统。用示波器展示变压器在这3种控制系统下的阶跃响应输出和负载发生突变时的瞬态响应,以对比它们的控制性能。结果表明,基于NOUS算法的状态空间控制系统具有更好的瞬态响应和控制精确度,而PID控制系统在鲁棒性方面具有优势,使用观测器的NOUS算法控制系统仍保留了收敛速度快的优点,但会导致控制系统建模中的误差被放大,影响输出结果。     

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。     

控制系统闭环响应函数的快速辨识

按照控制系统的传统模型,可以建立近似的闭环传递函数．但其阶跃响应中超调量的偏差将明显地与系统的纯滞后时间相关．对于较复杂的对象,若用数值求解法求取整个闭环响应曲线,将很费时．鉴于一般工业控制系统的闭环响应都包含振荡过程．通过理论分析和论证,并利用阶跃响应的前３个幅值,提出了一组能快速辨识闭环响应函数的公式和综合模型,经对３种典型的仿真实例的验证,结果是准确的．此法也适用于发散振荡的情况．     

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G语言的液位控制系统研制

使用美国国家仪器公司的基于PCI总线的E系列数据采集卡6024,在LabVIEW软件平台上开发了一套液位控制系统,该系统可实现对液位数据的实时采集及控制,文中介绍了软硬件的设计思想和方法以及LabVIEW的编程特点。利用该系统对液位对象进行了控制实验,并给出了输出参数阶跃响应曲线,实验证明该系统工作稳定可靠,控制响应速度快,超调量小,曲线变化平稳,完全满足了液位控制的要求,并且性能价格比较高,具有较好的推广应用价值。     

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.     

压缩机排气压力控制系统数学模型的建立

通过对制冷测试系统涡旋压缩机排气口压力的控制,介绍了获取被控对象数学模型的一种实用、简单的系统辨识方法．根据阶跃响应与脉冲响应之间的关系,通过实验得到阶跃响应数据和脉冲响应曲线．最终在频域范围内,利用控制系统计算机辅助设计语言ＭＡＴＬＡＢ获得被控对象的数学模型     

双余度稀土永磁无刷伺服系统的控制策略

在给出双余度稀土永磁无刷电机控制系统的基础上,建立双余度稀土永磁无刷电机的数学模型,采用基于模糊控制的双余度稀土永磁无刷伺服系统快速响应控制方式和控制策略,搭建了双余度稀土永磁无刷电机实验系统,并完成实验验证.实验结果表明:针对2×1.8kW双余度稀土永磁无刷伺服系统,提出的控制方式和控制策略满足系统在额定运行、阶跃响应和频率响应等不同工况下运行的复杂控制要求,使系统能够达到1 312.5的调速比、15 000rad/s2的响应角加速度及20Hz的频带宽.     

面向格式转换的数字视频处理方法及其硬件实现

提出了针对环境控制系统特点的脉宽-模糊复合控制方案;使用Matlab软件的Fuzzy工具箱和Simulink工具箱,建立了脉宽调节、PID控制、模糊控制和复合控制等4种控制模型,其中模糊控制模型以混合后的温度与基准温度之间的偏差及其变化率为输入,通过模糊推理得到控制信号;输入温度阶跃信号对该4个控制模型的阶跃响应特性进行了计算和分析;选取一组动态参数作为输入对复合控制模型的动态响应进行仿真计算,结果表明,复合控制系统有效解决了现有脉宽调节系统的温度波动问题。     

轧机用AGC液压缸测试系统探究

介绍了AGC伺服油缸设计和生产的技术要求,建立测试平台,对伺服油缸静态和动态指标进行测试.测试过程中,采用对称布置的双位移传感器结构,二级高精度伺服阀,控制系统采用位置闭环和压力闭环控制.测试后,得到了活塞腔保压压力及活塞杆位置随时间变化的关系.AGC油缸的阶跃响应、频率响应特性.油缸的启动摩擦力、动摩擦力特性及活塞杆的偏摆特性.经过测试的AGC油缸已经应用到实际生产中,效果良好.     

一种肿瘤热疗温度控制系统

一种以凌阳SPCE061A单片机为核心构成的肿瘤热疗温度控制系统。在控制系统中,运用传统模糊的控制方法,实验表示稳定质量不好,并且稳定精确度不高。而在基本模糊控制器的方法上,将插值计算结合到模糊判决过程中,不但简化了模糊控制表的设计,而且具有动态响应好、超调小,稳态品质较高,无静差以及鲁棒性较强等特点。     

时延过程的抽样控制统系

本文研究基于Smith原理的时延控制系统在离散域中的特性,提出一种易于用计算机实现的时延过程控制系统模型.它能有效地解决分数时滞带来的问题;适当选择控制器参数,能获得对阶跃参考输入响应和对阶跃干扰响应的理想稳态特性和瞬态特性.本文还给出系统仿真曲线.     

一种基于跟踪误差变化率的动态矩阵控制算法

作为一种基于对象阶跃响应的预测控制算法,动态矩阵控制在性能指标函数中通过对跟踪误差的优化及对控制量增量的软约束来保证控制的性能,指标函数中并没有考虑跟踪误差变化率对系统动态响应的影响.为了使对象具有更好的动态响应,笔者基于优化性能指标函数中的跟踪误差项,在指标函数中引入跟踪误差的微分项,提出一种改进动态矩阵控制算法,使得对象的动态响应更加平稳,闭环系统的鲁棒性更强.理论分析和计算机仿真结果表明了改进后的算法使系统具有更好的控制品质.     

控制系统对象分式模型辨识的一种方法

本文提出了一种利用阶跃响应数据辨识控制系统对象非降阶分式模型的方法。该方法不经过求S传函的中间步骤 ,而直接得到离散控制系统对象Z传函分式模型 ,并进而能得到连续控制系统对象S传函分式模型     

一种肿瘤热疗温度控制系统

一种以凌阳SPCE061A单片机为核心构成的肿瘤热疗温度控制系统.在控制系统中,运用传统模糊的控制方法,实验表示稳定质量不好.并且稳定精确度不高.而在基本模糊控制器的方法上,将插值计算结合到模糊判决过程中,不但简化了模糊控制表的设计,而且具有动态响应好、超词小,稳态品质较高,无静差以及鲁棒性较强等特点.