基于功率塑造的控制方法及其在两个物理系统中的应用

目的：将著名的功率塑造控制方法应用到一个非线性电路和一个恒温连续搅动水箱式反应堆系统,并证明动态控制器设计方法比静态控制器设计方法适用范围更广。方法用功率塑造方法来设计控制器并用李雅普诺夫函数分析稳定性。结果得出的控制率为简单的线性时不变控制器,该控制器能够保证系统在理想的平衡点处渐进稳定。结论成功地将功率塑造控制方法应用到两个物理系统中并得到了动态功率塑造比静态功率塑造适用范围更广的结论。     

一种实用的灰色变结构速度控制器设计

将灰色预测理论引入到变结构控制中,设计了一种新型的灰色变结构控制器,该控制器应用灰色预测方法对变结构控制顺的控制策略进行预测,能有效地解决由于系统惯性引起的切换滞后带来了抖动问题,将灰色变结构控制器应用到交流调速系统中,仿真研究表明,系统能获得优良的动态和静态性能。     

变结构控制在交流稳压电源中的应用

本文阐述了一种基于变结构控制原理设计动态系统控制器的方法，并将该方法具体应用到交流稳压电源控制器的设计之中。仿真结果表明，该控制器具有良好的动态性能。     

核反应堆功率模糊动态矩阵控制

为了提高核电机组功率控制器的负荷跟踪性能,基于T-S模糊模型,针对点堆中子动力学方程设计了模糊动态矩阵控制器.利用改进型的动态矩阵控制算法在工作点附近设计局部控制器.在强非线性的全局控制范围内,利用并行分布补偿(PDC)方法,将各工作点处的局部控制器统一起来,从而扩大了反应堆功率控制中动态矩阵控制器的适用范围.计算机仿真结果表明,对于所选取的3种典型的运行工况,所设计的控制器都能在保证安全的前提下,在全局范围内表现出良好的负荷跟随能力.     

系统云灰色预测模型及其应用

将灰色系统云理论引入到滑模变结构控制中,设计了一种新型的灰色模糊滑模控制器。该控制器将灰色预测与模糊推理的相结合对滑模控制器的控制策略进行预测输出。能有效地解决滑模控制系统中由于系统惯性引起的切换滞后所带来的抖动问题。将此控制器应用到交调速系统中,仿真研究表明交流调速系统能获得优良的动态和静态性能。     

基于Ackermann公式的滑模控制设计方法

从滑模变结构控制的机理出发,设计了具有理想动态特性和较强鲁棒性的滑模控制器。该方法使用了Ackermann公式来设计滑模控制,从而可以使滑模控制的不连续超平面以简单的方式表达。在此基础上引入了Butterworth滤波器传递函数的极点作为系统的理想特征值,使闭环系统及滑模面达到了较理想的动态特性,并采用Sigmoid函数来取代开关函数更有效的抑制滑模控制的抖动;通过倒立摆控制的仿真实例验证了该方法的控制效果,且在系统参数不确定时,取得较快的收敛速度和较好的控制性能。所设计的控制器在系统动态过程中显示改进型Butterworth滤波器的动态特性,静态时在有限时间内到达期望的滑模面的邻域,整个系统具有较为理想的动态特性。     

开关型电压调节系统的双目标优化设计

针对开关调压系统提出了一种双目标优化设计方法。最优设计结果使开关调节系统的增广ＩＳＥ指标最小以及功率级电路重量最小，并满足所有静态和动态性能要求。系统的所有设计参数由一个优化程序通过计算机一次计算获得，代替原先用两个软件分别设计功率级电路和控制电路。因此新方法更便于应用。计算机寻优计算结果证明本文提出的优化设计方法简便、合理而且有效。     

基于TMS320F2808的直流无刷电机控制系统设计

为了提高直流无刷电机的控制效果,使控制更精确,本文以TMS320F2808为控制器,设计了直流无刷电机控制系统,主要包括系统的硬件电路,电机的控制方法和设计,并给出了系统的软件流程图,研究结果验证了该系统的优越性,不仅控制精度高,还具有良好的静态和动态性能,可靠性高,有较好的使用价值。     

二次型性能的优化降阶控制器设计

在静态输出反馈控制器设计的基础上,设计线性系统在二次型性能指标下的优化降阶动态输出反馈控制器.动态反馈控制器可表示为一个最优降维状态估值器和一个最优静态反馈增益阵.控制器的输入阵,可用全维控制器输入阵的一个线性组合来表示.通过求解利用降维状态观测器的静态输出反馈,可得到降阶控制的最优反馈增益阵.最后,通过一个例子,说明本文提出的给定解控制器设计方法.     

线性广义系统的输出反馈无源控制

将严格无源的概念引入到广义系统中,进而研究线性广义系统的输出反馈无源控制问题·利用线性矩阵不等式,首先给出线性广义系统容许(即正则、稳定、无脉冲)且严格无源的充分条件,在此基础上,分别给出存在静态和动态输出反馈控制器,保证闭环系统容许且严格无源的充分条件,并且利用矩阵不等式的解设计了相应的输出反馈控制器,最后提供一个算例以说明文中结论的有效性·     

基于CRAIMA模型的核反应堆功率广义预测控制

为控制反应堆功率负荷跟踪变化,基于预测控制的原理设计了一种适用于核反应堆功率非线性过程的预测控制方法.以点堆动力学方程为基础建立了核反应堆功率数学模型,为方便广义预测控制器的设计,将此数学模型转换成受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA).采用广义预测控制方法设计了反应堆功率控制器,对所设计的控制器性能进行了仿真验证.仿真结果表明,在功率观测期间存在1%额定功率的观测噪声的情况下,功率输出能够快速跟踪期望功率,并且功率观测带来的扰动对于功率实际运行影响较小,说明此控制器能够消除不确定干扰和非线性因素对系统的影响,保证反应堆功率系统的稳态精度和动态品质,能够应用于核反应堆功率控制系统中,并且具有优良的控制效果.     

不确定磁悬浮轴承模型的自适应PID控制研究

针对磁悬浮系统具有开环不稳定、非线性以及传统PID控制器由于固定参数无法达到很好的控制效果问题,提出一种RBF神经网络前馈逆补偿-模糊RBF神经网络反馈控制方法,将模糊控制和RBF神经网络融合到PID控制器参数调整中,满足磁悬浮系统静态和动态性能要求。实验结果表明,采用常规PID控制有大约4%的超调,改进后的控制基本没有,且响应时间提前0.3s,具有更好的适应性和鲁棒性,可以更有效地控制磁悬浮系统。     

机器人模糊学习控制

针对机器人轨迹跟踪控制问题,提出一种模糊学习算法,并设计出结构合理的模糊学习控制器,该控制器通过自身从过去趋向的学习能力可自动调整其模糊控制规则。将这种方法用于一个两自由度机械手的控制,仿真结果显示控制效果良好,所提出的控制器比惯用的模糊控制器展示出更良好的应用前景。     

复合储能源Boost变换器建模及多项式控制

为提高用电设备所需的快速动态响应特性及变换器工作可靠性,采用多项式控制方法,研究复合电源储能系统Buck/Boost变换器的控制策略.分析了复合电源两通道交错并联磁集成Buck/Boost变换器的Boost工作模态,采用扰动法建立变换器动态小信号模型,得到占空比到电感电流的开环传递函数.设计了多项式能量管理控制器并对其参数进行整定.研究结果表明:多项式控制策略与传统PI控制方式相比,更能优化控制主电源与辅助电源间的功率分配,提高了控制系统的稳定性及动态特性.研究结论有助于双向变换系统有效控制的实现.     

基于零动态原理的TCSC非线性控制器

基于微分几何控制理论,利用零动态响应方法设计TCSC(thyristor-controlled series compensation)控制器,用于抑制线路的功率振荡．设计的控制器只需要依赖于TCSC自身的动态方程,包括装置的固定和可调电抗参数,装置的动态时间常数,并只须反馈本地的测量信息,实现简单,鲁棒性强,能够适应系统的运行方式的变化．仿真结果表明,该非线性控制器具有较好的抑制线路功率振荡的作用,能够提高系统运行的稳定性．     

基于WEB的毕业设计管理与监控系统设计

针对现行毕业设计管理系统的局限与不足,设计了一个新型的基于WEB的毕业设计管理与监控系统,实现了毕业设计全过程的动态管理、进程跟踪与质量监控,功能更完善,适用范围更广。     

机械手动态T-S神经模糊H∞控制器设计

机器人是强耦合的非线性动力学系统.为了设计其控制器,利用动态神经模糊系统对非线性H∞控制问题进行了研究.在传统的T-S神经模糊系统基础上,将延迟反馈和记忆单元引入其中,并针对此网络推导了相应的动态BP训练算法.利用此网络可以有效反映机器人等非线性系统的动态性能,克服了静态神经网络无法有效表示动态系统映射关系的缺点.在此模糊模型的基础上,采用H∞方法研究了系统控制器的设计.最后以倒立摆为例的仿真试验表明此控制器具有良好的鲁棒性.     

CDMA系统功率控制收敛速度的改善

在码分多址(CDMA)系统中引入博弈论进行更优化的功率控制已成为近年来蜂窝移动通信研究的热点,但传统静态博弈论下的功率控制算法收敛速度不够快,且迭代过程中功率波动幅度较大。针对问题,提出了将动态博弈引入CDMA系统功率控制算法。通过仿真表明,提出的动态博弈功率控制算法与传统静态博弈论下分布式功率控制算法相比,在保证系统总的功率相同的情况下,能大幅度的提高功率的收敛速度。     

交流调速系统的一种模糊滑模控制器

针对滑差频率型矢量控制交流调速系统,提出并设计了一种模糊滑模控制器．基于模糊推理方法对滑模控制器中的切换系数进行在线调整,从而在不加剧滑动模态抖动的前提下有效增强了系统的抗负载扰动能力．系统仿真结果表明控制器能使系统获得优良的动态和静态性能．     

基于模糊-PID复合控制的DC/DC变换器研究

DC/DC功率变换器是一种强非线性系统,传统的PID控制算法简单,设计容易,但依赖于其线性化小信号模型,且当功率变换器的参数发生变化时,其参数不能兼顾动态性能和静态性能,影响最终的控制效果.针对传统PID控制器的不足,结合模糊控制不需要建立被控对象精确数学模型的特点,以Buck变换器为例,提出一种新的模糊控制和PID控制相结合的方法.当输出的偏差范围较大时,采用模糊控制提高其动态响应速度;反之,切换到PID控制以提高其稳态精度.最后利用MATLAB对系统进行仿真验证.仿真结果表明:模糊-PID复合控制器具有响应速度快、超调量小、稳定性好等优点.