纯滞后过程的鲁棒二自由度串级控制

提出一种串级状态反馈控制系统,其纯滞后因子用m阶模型逼近,外回路串入一个积分器,按最优传递函数设计整个系统,内回路引入状态观测器,构成状态反馈子系统,按状态反馈增益阵和状态观测器的协调优化设计子系统,从而实现纯滞后过程的鲁棒二自由度控制.仿真结果表明:所设计的串级状态反馈控制系统同时获得良好的给定值跟踪特性和干扰抑制特性,具有良好的控制性能和鲁棒性.     

并联式串级时滞过程的二自由度Smith预估控制

针对时滞过程提出一种改进的并联式串级控制结构,副回路采用改进的内反馈控制结构;能够有效的去除副控制器对主回路的影响,从而简化了主控制器的设计。主回路采用改进二自由度Smith预估控制,使主回路的跟踪特性和干扰抑制特性实现解耦;通过对控制器进行设计,能有效地抑制被控过程参数变化和干扰对系统性能的影响,同时保证系统具有良好的鲁棒性。这种新型并联式串级控制方法克服了常规并联式串级控制系统的不足,而且控制算法简单,便于实际系统应用。理论分析和仿真结果表明了这种方法的有效性。     

串级不稳定时滞过程的改进内模控制方法

针对串级不稳定时滞过程提出了一种改进的内模控制方法。该方法副回路采用内模控制结构,快速消除副回路干扰对系统的影响;主回路采用基于内模的二自由度控制结构,避免了系统设定值跟随特性和干扰抑制特性折中问题,通过设计PID控制器串联一个超前滞后补偿器来加强干扰抑制特性,利用设定值滤波器来改善系统的设定值跟随特性。仿真结果表明,该方法可使系统同时具有较好的动态响应、干扰抑制特性以及鲁棒性。     

DMF回收系统闭环控制的实现方案及算法分析

为了得到较高纯度的二甲基甲酰胺(DMF),针对DMF回收系统参数特性,提出一种压力、流量的单闭环控制系统和精馏塔串级温度控制方案。单闭环控制系统由上位机、PLC、压力传感器、流量计和电动阀组成。精馏塔温度串级控制系统中,主环是模糊自适应PID温度控制,副环是常规PI流量控制。现场测试及仿真结果表明,FM355C闭环控制和模糊自适应PID串级控制具有良好的稳定性、响应快和超调量小的特性。     

串级式温度控制系统在一步制粒机上的应用

本文采用串级式控制对本厂原有的一步制粒机温度控制系统进行改造,通过试验证明了采用串级温度控制系统不仅解决了蒸汽温升滞后和温度冲高的问题,控制精度能保证在±1℃以内,而且其可操作性得到提高,现在只要给出物料对温度的要求,则可以按要求根据蒸汽压力,风量等条件,设定进、出风口温度,串级温度调节系统便可自行调节,如设定值不适合产品工艺要求,则可随时修改,非常方便。     

基于粒子群算法的二次再热机组主蒸汽温度优化控制

针对二次再热机组主蒸汽温度控制中,被控对象通常具有严重的非线性、滞后性、时变性等特点,采用传统的串级PID控制很难得到满意的动态响应特性这一问题,分析了二次再热机组热力系统,提出基于粒子群算法整定的主蒸汽温度优化控制方法,实现对串级控制系统主回路PID控制器参数的快速优化。基于Matlab/Simulink平台,对被控对象模型进行阶跃响应实验,仿真结果表明,经粒子群算法优化之后调节回路的控制性能较ZN整定方法明显提高。该优化控制方法不仅保留了串级控制系统抗内扰能力强的优点,同时有效地解决了主蒸汽温度控制系统中稳定性与准确性之间的矛盾,增强了系统对不确定因素的适应性,对工程应用具有一定指导意义。     

串级不稳定时滞过程的二自由度Smith预估控制

针对串级不稳定时滞过程提出了一种改进的二自由度Smith预估控制方法.该方法在副回路采用了内模PID控制,快速消除了副回路干扰对系统性能的影响.主回路采用了二自由度Smith预估控制方法,首先使用了PD控制器将不稳定时滞过程转换为稳定时滞过程,然后在设定值跟随控制回路中引入了通过Bode理想传递函数设计的分数阶控制器,...     

系统的分散与集中决策：（Ⅲ）符合优化决策的对象特性分离

利用解耦理论与状态分段决策分离分散集中对象特性－类似于单边解耦系统与多自由度系统的设计，阐述了一个复杂的多变量系统分离成若干串级的简单系统，以满足动态规划原理的过程及其系统设计。     

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.     

热交换系统二自由度PID 控制

为解决热交换系统的温度控制问题, 采用二自由度PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法设计了温度控制器。该控制器的PID 参数通过Ziegler-Nichols 振荡法整定, 二自由度化控制器参数根据经验规则进行调整。利用所设计的二自由度PID 控制器和传统的PID 控制器进行了多项仿真实验, 包括目标跟踪、抗扰、鲁棒性和标称模型控制等。实验结果表明, 二自由度PID 控制器的目标跟踪速度优于传统PID, 具有良好的鲁棒性, 对标称模型的控制具有更小的上升时间和反冲。     

不确定非线性桥式吊车系统控制器设计

研究了能够同时实现不确定欠驱动吊车系统精确位置跟踪与抗摆动的控制器设计方法.考虑到两自由度桥式吊车系统的负载变化和外界扰动等不确定性,基于Lyapunov函数和模糊逻辑系统设计了一种分段滑模直接自适应模糊控制器.理论分析与仿真结果证明了不确定吊车控制系统是全局渐进稳定的,并具有很好的适应性和鲁棒性.     

飞机起落架半主动控制系统的控制方法研究

利用磁流变阻尼器对起落架悬架系统进行半主动控制,将以前经常研究的二自由度起落架系统转换到一个考虑到反弹、着陆冲击时的俯仰和滚转运动的三自由度飞机系统来研究,能更好地模拟飞机的两个主起落架和前起落架轮的连续触地着陆的真实情况。磁流变阻尼器的半主动控制策略分别使用二种不同的控制器,即线性二次型调节器(LQR)和鲁棒控制器。斯宾塞模型用来预测的磁流变(MR)阻尼器的动力特性。对控制器在减少响应加速度和速度时的性能进行比较分析。仿真结果验证了飞机在着陆过程中受到干扰时鲁棒控制能提供较好的控制效果。     

按灵敏度与传递函数设计的二自由度控制方法

根据灵敏度函数的概念，利用模型参考自适应的原理，提出了按系统灵敏度函数与系统传递函数独立设计的二自由度控制方案。论证了二自由度控制原理，并推导了实现这一控制的条件，理论研究和实验结果表明，将这一控制思想运用于参数大范围变化的控制系统设计时，能极大增强系统的鲁棒性。     

分数阶系统的二自由度PID预期动态整定法

采用实际模型简单控制的策略,针对分数阶系统提出一种基于预期动态方程的二自由度PID整定方案(DDE)。通过选取预期动态方程系数,将控制器参数与系统控制要求建立联系,确定各个参数的取值规则。8个分数阶模型的控制仿真结果表明,用DDE法整定的整数阶二自由度PID控制器可以使系统满足预期动态,并且该控制器具有与分数阶PID相当或较其更好的控制效果。     

车速对汽车瞬态响应的影响

介绍了在前轮角阶跃输入下线性二自由度汽车模型的瞬态响应,讨论了行驶车速对汽车瞬态响应的影响。实例计算表明,较低的行驶速度使汽车具有较好的瞬态响应特性。     

二自由度平面机械手的模糊建模与模糊控制

本文以二自由度平面机械手为例，尝试用线性系统理论和模糊控制理论解决非线性系统问题。要点是：把一个整体非线性动力学模型看成是多个局部线性模型的模糊逼近；把整个非线性系统的控制看成是多个局部线性系统控制的模糊逼近。这种方法称为并行分配补偿法。本文建立了二自由度平面机械手的模糊模型并在此基础上用并行分配补偿法对系统进行了综合，最后用仿真进行了验证，证明了并行分配补偿法的成功和所建模型的合理性。     

架空输电铁塔动力风响应的数值模拟

运用有限元数值方法分析了两跨三基架空输电线路的顺风向动力响应.中间铁塔由空间梁单元进行模拟，两端的铁塔通过动力等效简化为梁模型。假设悬垂架空线节点具有空间三个方向平移特征，并引入了几何非线性的影响。在考虑各节点风力空间相关的条件下，利用Karman 风速功率谱对节点风力进行了数值模拟。研究表明，在分析架空输电铁塔风载条件的动力响应时，应该考虑架空线的动力响应特性的影响。提出的计算方法为进一步研究输电线路结构 的安全性与可靠性提供了基础。     

双圆柱形浮体波能装置双自由度响应及转换效率分析

大部分波能装置是通过载体的振动吸收波浪能,双圆柱形浮体是其中一类波能装置,研究双浮体波能装置的振动特性对于设计及提高波能装置整体转换效率具有重要的指导作用.本文把双浮体波能装置物理问题简化为具有黏性阻尼二自由度的受迫振动系统,采用线性波理论和特征函数展开匹配法求解了波浪引起的激励力、附加质量和阻尼系数,基于振荡浮体的双自由度运动方程推导了波能装置的响应和转换效率表达式,并给出了优化原则.数值分析表明阻尼优化曲线有一波峰部分同弹簧无关,峰值的大小和对应的频率只同工况有关;当弹簧存在时,优化曲线呈现双峰值,双峰值对应的频率宽度随弹性系数的增大而变窄;低频段峰值对应阻尼较小,相对响应较大,高频段优化峰值对应相当大的阻尼,相对响应较小,几乎小于入射波波幅.     

端面气膜密封动力特性系数的计算

应用微扰方法和有限元法 ,对端面气膜密封三自由度微扰下 ,密封气膜的刚度和阻尼系数进行了数值求解。该分析可计及多种典型端面结构的动静压效应。分析结果表明 :轴向微扰和角向微扰之间的交叉作用很小 ,可以忽略不计 ,因此工程实际中 ,在进行端面气膜密封的稳定性和强迫振动响应分析时 ,可将三自由度的微扰运动简化为两个相互独立的微扰运动 ,一个只作轴向的微扰移动 ,另一个只沿两个正交轴作角向微扰摆动。算例验证了计算的正确性