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。     

双值预测函数控制及其性能分析

针对有限时域脉冲响应模型，给出了双值预测函数控制（DPFC）算法，推导出了闭环系统的特征方程和传递函数，定量分析了阶跃响应系数对闭环系统稳定性的影响．采用脉冲响应模型簇来描述被控过程的不确定性，推导出DFFC闭环系统的鲁棒稳定条件．     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

柔化因子对广义预测控制稳定性的影响

在内模控制结构下，利用广义预测控制从对象至闭环特征多项式的系数关系，讨论了在Nu=1，λ=0的前提下，柔化因子。的选取对闭环系统稳定性的影响，并给出了根据阶跃响应系数保证闭环系统稳定的参数α的设计准则．这些理论结果为设计广义预测控制系统的稳定性提供了依据。     

闭环零极点的设置对控制系统超调量的影响

<正> 一、问题的提出一般认为,控制系统的阶跃响应以4:1衰减振荡为好。但这并非唯一的最佳品质指标。根据生产要求不同,调节品质指标也各有异。目前生产中有一种所谓无超调控制,即系统在阶跃输入下的输出响应单调上升,最后稳定在给定值。这类控制系统对控制时间并无过分要求,但却严格要求没有超调量。     

根轨迹图在系统分析中的几种应用

本文运用自动控制理论中根轨迹法绘制的根轨迹图,来分析系统的稳定性和阶跃响应是否振荡以及阶跃响应的各项参数。     

线控转向台架的建模与参数确定

在线控转向实验台架的仿真过程中，需要针对实际情况建立相应的数学模型，并准确地确定模型的各项参数，从而为进一步的仿真研究奠定基础．采用降阶建模的方法，建立了线控转向台架的数学模型，并利用阶跃响应闭环实验确定了模型所需的各项参数值．验证实验表明，所建立的仿真模型在一定范围内能够反映线控转向台架的实际响应．     

风电机组控制系统稳定性分析

风电机组系统的稳定性直接涉及到整机性能、安全及寿命,是机组设计中必须考虑的内容之一。通过GH Bladed软件的模态线性化方法对风电机组进行分段线性化处理,在Matlab/Simulink中搭建风电机组控制算法的非线性仿真模型,然后分别采用阶跃响应、根轨迹、伯德图、Nyquist曲线对比分析开环控制和闭环控制系统的稳定性、闭环控制系统在无扰动和有扰动情况下的稳定性情况,并对某2 MW机组的控制系统进行稳定性分析,分析结果表明,系统是稳定的。对风电机组控制系统进行稳定性分析为风电机组设计如机组的安全性、可靠性、鲁棒性等问题提供一定的理论依据。     

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.     

一种改进的重复控制系统及其应用

通过在基本重复控制系统中引入低通滤波器,同时引入另外两个前向系数,改善了闭环系统的稳定性和进一步提高了系统响应的跟踪精度．采用数字化技术,将这种改进的重复控制系统实施于一个实际的机电装置上,展现出良好的跟踪性能和抗干扰的鲁棒性．     

基于功率控制的涡扇发动机控制系统设计

针对航空发动机控制过程中功率不平衡带来的控制精度和稳定性问题,设计一种基于功率控制的双回路控制系统,并应用于涡扇发动机。以DGEN380发动机为例,建立了发动机模型;根据涡扇发动机模型特点,设计了外环比例积分(proportion integration,PI)控制回路和内环线性二次高斯(linear quadratic Gaussian,LQG)控制回路,通过双回路实现功率控制和功率到转速的转化控制。稳态和过渡态仿真结果表明,该控制系统满足发动机控制要求且具有良好的鲁棒性和抗干扰能力;相对于传统比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制,其过渡态控制过程无振荡,响应时间快50%左右,稳定性更好,可以改善由于功率不平衡所引起的稳定性问题。     

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     

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.     

动态矩阵控制的截断误差校正

动态矩阵控制（ＤＭＣ）的模型向量存在截断误差时会使系统产生动态偏差．截断误差越大，动态偏差亦越大，甚至造成系统不稳定．文中分析了产生动态偏差的机理，提出了一种根据截断误差大小选取不同位移矩阵来校正截断误差的方法，减小了截断误差对系统性能的影响．改进后的ＤＭＣ允许模型向量存在一定的截断误差，从而能以较小的建模时域或较高的采样频率实现高性能的ＤＭＣ．仿真结果表明，该方法几乎能完全消除模型向量截断误差的影响，适用于开环阶跃响应为Ｓ形的对象以及开环响应最后区段单调变化的对象．     

数控凸轮磨削中三环控制系统设计

为验证数控凸轮磨削控制系统中三闭环的稳定性,根据矢量控制原理,将交流永磁同步电机（PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor)等效为直流电机系统模型,并应用机理分析法对凸轮旋转轴（C轴）和砂轮进给轴（X轴）进行深入剖析。利用三环（电流环-速度环-位置环）由内而外逐步推导传递函数的方法,建立了整个凸轮轴磨削控制系统的数学模型,并进行了Matlab仿真。结果表明,建立的三环控制系统稳定,为进一步研究凸轮高精度磨削提供了理论基础。     

模糊时滞系统的状态反馈控制器设计与稳定性分析

在保证闭环系统稳定的基础上,为进一步改进系统的动态性能,将模糊T-S模型方法应用到非线性连续时滞系统的控制器设计中,提出了一种带调节因子的状态反馈控制器的设计方法.首先给出变时滞非线性系统的模糊T-S模型,然后设计出基于观测器的状态反馈控制器,并利用Lyapunov-Razum ikhin稳定性理论给出模糊闭环系统一致渐近稳定的充分条件,最后通过求解一系列线性矩阵不等式得到状态反馈增益矩阵和观测增益矩阵.通过对卡车倒车控制的实验仿真,表明当调节因子选取适当时,闭环系统的超调量和震荡次数都有明显减少,选取不当时,超调量和震荡次数都有所增加.因此,通过改变调节因子的值,可以对闭环系统的动态性能进行适当调节.此外,通过引入特殊矩阵,使得判据中含有较少的约束不等式,从而减弱了结论的保守性.     

一类变时滞网络控制系统的无源控制

文章研究了一类变时滞网络控制系统的无源控制问题,首先根据传输时延得到系统的等价动态模型,通过构造观测输出和状态反馈,由耗散下的无源指标得出相应的算式,并利用基于凸多面体的方法来求解变时滞引起的变参数LMI,使闭环系统达到满意的控制要求,仿真结果说明本文方法的有效性。     

电动公交车车用无刷直流电机控制器的设计

应用MC33035、MC33039、IGBT专用驱动模块2ED300C17-S、IGBT功率模块FF450R12IE4以及带有CAN(controllers area network)接口的PIC18F458单片机构成360 V无刷直流电机闭环调速控制与通信系统,该电机控制器能够实现对120 kW无刷直流电机的闭环控制,具有过电流、欠压、过热等保护功能.另外,还提出了CAN总线通信方案.     

计算机控制系统对象模型辩识的单位阶跃响应直接法

用阶跃响应法进行计算机控制系统对象模型辩识,提出了一种直接求取Ｚ传函的方法,省去了求Ｓ传函的中间步骤,用该方法可直接得到阶模型而不仅是一阶近似模。该方法简便,精度高。     

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.