理工科电类课程中稳定裕度概念及讨论

在理工科电类课程《电子技术基础》和《自动控制理论》的教学中,发现一些学生对稳定裕度概念的理解不透,存在一些模糊的认识,不知如何根据幅值裕度和相位裕度判定稳定性和确定稳定程度,并且各种教材中对稳定裕度的定义和表述方法不一致。本文就稳定性问题中的稳定裕度概念进行了分析说明,对两门课中出现的幅值裕度和相位裕度的定义和表述方法进行了比较,指出了教材中某些描述方式的不足,给出了一些具体建议。     

一种新的基于相位裕度PID参数最优整定方法

提出了一种ＰＩＤ参数最优整定方法,两次采用线搜索分别整定出Ｋｐ和Ｔｉ、Ｔｄ,根据裕度的概念推导出的参数整定公式与基于几何图形推导出的参数整定公式一致,介更容易理解,为了消除一个多余的自由度,规定Ｔｉ与Ｔｄ间成比例关系,并通过参数寻优来寻找Ｔｉ与Ｔｄ间的最佳比例系数,与其他最优整一方法相比,该方法有一个突出的特点,它不需要建立被控对象的数学模型,几乎无需任何有关被控对象的先验知识,仿真实验证明了该方     

一种PID参数的频域解析整定法

在研究了PID参数的继电反馈整定法和给定幅值裕度和相位裕度整定法的基础上,本文提出了一种基于频域解析的PID整定新方法。     

满足幅值裕度和相角裕度的PID参数域

针对带滞后因子的被控对象,采用PID控制器,讨论系统的幅值裕度和相角裕度的设计问题．利用增益一相角裕度测试器技术,在PID控制器参数稳定域内,分别绘制幅值裕度曲线和相角裕度曲线,进而基于一种时滞系统图解稳定性判据,识别出满足给定的幅值裕度和相角裕度的参数区域．仿真结果验证了按本文方法设计的PID控制系统具有良好的鲁棒性和动态响应品质．     

IMC-PID控制器参数扩展整定方法的改进

对用于时滞对象的IMC-PID控制器参数扩展整定方法进行了改进,修正了扩展整定公式,评价了扩展整定方法中的不足。     

基于数据挖掘的IMC-PID在线自整定算法的实现

提出了利用过程历史数据自动进行数据挖掘的PID参数在线自整定算法。算法以PID回路的动态响应特性为依据,通过给定ε-不敏感损失函数、辨识信任度函数,从可行数据集中选取有效数据集,以此作为回路参数自整定的有效数据。为确保PID控制尽可能达到最佳性能和鲁棒性,提出了基于对象组进行IMC-PID参数整定的方法。算法已应用于多个生产装置上,实际的投运结果表明,这种算法具有简便易用,推广能力强等特点,是PID参数整定算法中一种切实可行的算法。     

浮选矿浆液位过程的IMC-PID设计与实现

浮选过程是选矿生产中的关键环节,其液位要求严格控制以保证金属回收率.采用一种基于内模控制(IMC)设计的PID控制器(IMC-PID)来实现选矿浮选矿浆液位的自动控制,具有结构简单、整定参数少、鲁棒性强等优点.介绍了IMC-PID的基本原理和设计步骤,给出了液位控制系统的具体实现.应用表明,基于IMC-PID的浮选液位控制系统提高了浮选的金属回收率,保证了精矿品位,具有良好的推广价值.     

基于起飞排气温度裕度(EGTM)的航空发动机寿命预测研究

起飞排气温度裕度(exhaust gas temperature margin,EGTM)是一表征航空发动机性能的重要参数,针对民航发动机性能监控,给出了起飞EGTM的定义及其估算方法,并利用起飞EGTM预测了某航空发动机的剩余寿命。实践表明,利用提出的起飞EGTM估算方法,能够基本满足发动机工程管理的需要。     

满足相位裕度的PID控制器解析设计方法

本文提出了一种基于相位裕度的解析PID设计方法,使整个系统的相位裕度刚好等于设定值,从而能一次性地得到PID控制器的数学模型。Matlab仿真验证了该设计方法的有效性。     

基于新型滤波器的内模控制器设计

针对工业中普遍存在的高阶系统,提出一种基于Butterworth滤波器的内模控制方法.采用低阶系统来近似高阶系统会造成模型误差,同时,传统的PID控制方法及内模控制方法对高阶系统控制均不理想.利用Butter-worth滤波器的理想低通特性,通过将优化改进后的Butterworth滤波器代替传统的内模控制器中的低通滤波器,使得控制系统具有较好的动态特性和稳态特性.仿真研究表明,该方法对高阶系统具有良好的控制性能,当模型失配时具有较强的鲁棒性,适合于高阶系统的控制.     

一种积分时滞过程的内模PID鲁棒整定方法

针对工业系统中普遍存在的积分时滞过程,提出了一种内模PID（比例-积分-微分）控制器设计及鲁棒整定方法.利用一阶环节逼近积分环节,改善了内模控制系统的稳态特性,在此基础上利用一阶泰勒表达式逼近过程模型中的时滞项,得出了内模PID控制器的设计方法,并根据最大灵敏度Ms指标,导出了对控制器可调参数进行鲁棒整定的解析表达式,克服了常规方法中参数整定的盲目性.仿真结果表明该方法可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性.     

大时滞过程基于幅值和相角裕量的系统整定

带有大时滞的单容过程是常见的工业过程,也是较难控制的一类过程。本文针对大时滞的单容过程,采用内模预测控制系统结构,给出了在希望的幅值和相角裕量下PI控制器参数的整定方法。设计例子与仿真结果表明:根据该方法整定的系统有比较理想的稳定性和鲁棒性。     

基于扩展等面积准则法的广义暂态稳定裕度

指出了传统的扩展等面积准则法（ＥＥＡＣ法）暂态稳定裕度定义方法的局限性及其适用范围，提出了可在电力系统状态变量的较大变化范围内，仍能正确反映系统受扰严重程度的ＥＥＡＣ法广义哲态稳定裕度定义数学模型及具体计算方法，并用实际系统的计算分析验证了所提出定义方法的正确性及有效性，从而为电力系统快速暂态稳定“扫描”分析及故障严重性排队提供了一个更为有效的暂态稳定格度定量指标。     

基于最大间隔法的蠓虫分类模型

考虑两种蠓虫Af和Apf的鉴别分类问题,通过对已知数据的分析并讨论其分布图．利用最大间隔法的思想,建立了两种蠓虫的分类模型,通过对非线性同题的分析,采用循环代替与数值计算方法,得出了所给数据的蠓虫分类结果。最后应用最大间隔法和超平面思想,讨论了高维空间的蠓虫分类问题。     

两相流稳定裕度

进行了用相关分析系统辨识方法判别两相流稳定裕度的实验研究。由于采用了该实验方法使两相流动稳定性实验研究方法建立在控制理论基础上，可以在系统正常运行工况下判定两相流稳定裕度及其动态特性，对核供热堆的两相流稳定性预报有实用价值，实验是在核供热堆热工水力学模拟实验系统ＨＲＴＬ－５上进行的，实验结果对两相流动态数学模型的建立与验证提供基础数据。     

基于大间隔粒计算的特征选择

通过寻找一个最优的特征子集,特征选择可以降低计算复杂度,提高分类精度以及结果的可理解性。提出基于大间隔信息粒化的特征选择算法,通过聚类等方式对原始数据进行单类信息粒化,然后在粒化的基础上构造了模糊间隔和类间隔2个评价指标进行特征评价。并分别在不同的数据上验证了这种特征选择方法的有效性,实验结果表明,基于大间隔粒计算的特征选择算法效果要优于其他的大间隔特征算法。     

一类大时滞过程内模预测控制系统整定

带有大时滞的非自衡单容过程是一类常见的工业过程,也是比较难以控制的一类过程。针对积分加大时滞模型,采用了新型内模预测控制系统结构,给出了在希望的幅值和相角裕量下PI控制器参数的整定方法。设计例子与仿真结果表明,该整定方法具有良好的应用价值。     

一种基于融合的词袋模型和大裕度最近邻分类算法的图像识别方法

图像分类作为图像处理和计算机视觉的重要组成部分,能够快速准确地对数字图像进行分析和管理.对基于bag of word(BOW)模型的分类问题进行了研究,针对图像理解中的图像相似度之间的关系,提出了一种最大间隔最近邻居分类算法,通过对成对约束的度量学习算法,在优化目标中增加原空间数据分类的约束,学习到了一个可以反映当前样本数据的距离函数,并且在k-Nearest Neighbor(KNN)分类器上使用该学习到的距离函数来构建分类器,并在多个国际标准图像数据集上进行实验,结果表明:该算法相比传统的基于欧式距离的算法具备更高的正确率.     

应用于有源巴伦的新型幅度相位间接纠正技术

针对毫米波频段下有源巴伦输出端口间存在的幅度和相位失配问题,提出了一种新型幅度相位间接纠正技术.该技术利用共射共基结构将输入的幅度与相位误差进行平均分配和重组,同时将输入信号间的未知变量误差转化为内部纠正电路中的固有误差,从而实现对原误差的限制和间接纠正,继而产生一对新的理想差分输出信号.构建数学模型进行分析与推导,证实了该技术在理想情况下的可行性,并通过电路仿真对理论进行验证.仿真结果表明,该纠正电路3 dB带宽为96～113 GHz,峰值增益为12.7 dB.在105 GHz频率下,对于幅度误差为0～10 dB,相位误差在10°～110°范围内变化的所有输入信号,输出信号间幅度误差均小于0.3 dB,相位误差均小于5.3°,电路总功耗为54 mW.