两段相平面分区控制问题分析与仿真

通过对相平面分区控制的机理进行分析,为降低系统参数整定难度,提出了控制器的一种改进措施,引入两段相平面分区控制方法.其次,给出了控制力K0′的确定方法以及两段相平面分区控制器参数整定原则,并对系统稳定性进行了分析.最后,通过高阶系统仿真示例,分析了两段相平面分区控制系统中的第一控制器参数、第二控制器参数、作用时间这三类控制参数对系统性能的影响.仿真结果表明,该方法能较好的兼顾系统的动态、稳态特性,并具有较好的抗干扰能力.     

基于变结构控制的卫星姿态轨道一体化控制方法

针对导航卫星四斜装化学推进姿态轨道一体化控制系统,设计了两级脉冲的变结构相平面分区的姿态控制器.本文建立了相平面控制器的模型,给出了时频域下参数变化趋势的稳定性分析.创造性地将该控制系统建立为变结构控制模型,根据现代控制理论给出了系统得以稳定条件下的参数下界.通过控制器参数设计,有效地降低了开关线处的震颤,保证了控制系统的稳定,提高了轨道控制效率,并就挠性卫星推力器在最恶劣的安装偏差情况下进行了数学仿真.最终,通过卫星在轨姿态控制良好的表现,充分验证了姿态控制算法设计的正确性、有效性和鲁棒性.     

相平面法在模糊控制器设计中的应用

阐述了相平面法直接应用于系统时域响应特性曲线的品质指标,从而可以非常方便地建立控制规则的校正表。计算机仿真表明,利用相平面法设计的模糊控制器能有效地控制具有参数时变、多变量耦合、非线性、大滞后等复杂对象,为实时控制开辟了一条新途径。     

基于滑模变结构控制的异步电机调速系统研究

为提高异步电机调速系统抗干扰能力,改善其动态特性,以异步电机矢量控制系统为基础,针对电流环和转速环分别设计了电流滑模控制器和转速滑模控制器,并利用指数趋近律来削弱抖振,详细阐述了控制器设计步骤。利用MATLAB／SIMULINK对滑模控制系统进行仿真,并与PI控制系统进行对比分析。最后利用dSPACE实时仿真系统对异步电机滑模变结构控制系统进行实验验证。结果表明,所设计的异步电机滑模变结构控制系统动态特性更好,抗干扰能力更强。     

自适应巡航执行机构在环仿真跟随控制器设计

为解决自适应巡航控制快速原型开发并提高仿真系统精度,建立了包含电子节气门与主动制动等硬件在内的执行机构在环仿真系统. 利用模糊前馈与PI反馈设计了以距离偏差和速度偏差为输入,基于加速度控制的前车跟随控制器,使主车保持安全车距跟随前车车速行驶,利用执行机构在环仿真系统对开发的前车跟随控制器进行了验证. 结果表明仿真系统运行正常,前车跟随控制器可完成对主车的控制,并对主车参数的变化及环境扰动具有一定的抗干扰能力.      

高超声速再入滑翔飞行器的模糊变结构控制

针对高超声速再入滑翔飞行器的再入姿态控制,设计了模糊变结构姿态控制器.根据控制系统的任务,建立了面向控制的模型.将模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,研究了模糊滑模变结构控制器的设计方法.通过在稳定的误差相平面内构造稳定的滑模面,模糊控制器根据误差状态与滑模面的相对位置输出控制信号,使得系统的轨迹能趋近稳定的滑模面,从而使得误差沿着滑模面收敛到原点.将模糊滑模变结构控制方法应用于高超声速滑翔洲际飞行器,给出了再入滑翔姿态控制器的设计方案,分别对攻角、侧滑角和倾侧角设计了独立的模糊变结构控制器,提出了分段线性控制分配方法.在Matlab中进行了整个控制系统的仿真测试,验证了该方法的可行性.     

线路两相短路故障电流控制的新方法

两相短路后,传统方法是切除故障线路,但这可能导致系统潮流大转移并可能引起系统不稳定,造成大面积停电事故。为此提出一种新型的故障电流控制器及与之对应的控制方法。故障电流控制器由串联变压器、并联变压器、2个可调电感以及有载调节开关构成,嵌入在线路的两端,工作时等效于电压源和电感的串联。两相故障后,改变与并联变压器原边相连开关的位置,将改变故障电流控制器等效电压源电压的相位,使故障相线路发送端(接受端)的电压源电压与超前(滞后)于故障相的电源电压同相,再协调控制2个可调电感,能独立控制其等效电压源电压的幅值和电感值,适当地控制这2个分量,能控制故障相间的线电流等于正常电流,该状态下线路的故障电流不仅为0,同时故障线路的电流也等于其正常运行时的电流,并在此基础上提出了两相短路故障电流的控制策略,建立了与之对应的控制系统。该方法能保持故障线路的继续运行,提高了线路供电的可靠性。实验证明了故障电流控制器能控制故障线路上的电流,使其等于正常运行电流,同时理论分析和仿真结果也证明了提出的故障电流控制器以及与之对应的两相短路电流的控制原理、控制策略的正确性。     

采用混合算法优化神经网络滑模控制的机器人跟踪误差

为了避免机器人关节角位移受外界影响,提高运动轨迹的跟踪精度,采用混合算法优化神经网络滑模控制器,并对优化后的控制器进行仿真验证.建立机器人平面简图模型,利用拉格朗日定理推导出机器人关节运动方程式,采用神经网络算法构建RBF神经网络自适应滑模控制系统.为了增强控制系统的稳定性,削弱外界波形对机器人运动轨迹的干扰,利用粒子群算法和差分进化算法在线优化RBF神经网络滑模控制律参数,设计了改进RBF神经网络滑模可调参数的自适应控制律,保证机器人控制系统的稳定性.通过MATLAB软件进行仿真实验,并且与优化前机器人关节角位移输出误差形成对比.仿真结果显示：随着干扰波形幅度的增大,采用神经网络滑模控制器,机器人关节输出角位移误差逐渐增大,系统不稳定,而采用混合算法优化神经网络滑模控制器,系统反应速度较快,机器人关节输出角位移误差较小.机器人采用混合算法优化神经网络控制器,能够提高控制系统的抗干扰能力,稳定性较好、输出精度较高.     

基于LonWorks的专家PID工业控制系统设计

本文设计了基于LonWorks的专家PID工业控制系统,分析了该系统的硬件组成和软件实现方案。在控制器设计上,将专家控制与传统PID控制相结合,采用了专家PID控制,通过Matlab仿真表明,本文所设计的专家PID控制器与传统PID控制器相比,在控制工业常见被控对象时响应速度更快、抗干扰能力更强、动态性能更好;在工业生产现场的数据传输通信中采用了Lon-Works现场总线技术,使工业生产现场的通信效率和准确度大大提高。     

采煤机自动调高系统的模糊PID控制仿真

针对采煤机自动调高控制系统的控制性能问题,提出采用模糊控制器与PID控制器相结合的方法,建立电液比例控制系统的数学模型,在MATLAB和AMESim环境下建立其控制系统及液压系统联合仿真模型并进行仿真分析.研究结果表明:采用模糊PID控制的调高系统在快速性、稳定性、抗干扰能力等方面均有明显提高,所以采用模糊PID控制对采煤机进行自动调高更为合适.     

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制

针对小功率单相并网逆变器传统网压前馈的PI(比例积分)控制器在跟踪正弦电流指令时存在稳态误差和抗干扰能力差等方面缺陷,文中给出了一种PR(Proportional-resonant比例谐振)控制器,并在稳定性、稳态误差和抗干扰性能上比较了PI和PR两种控制器.最后,搭建了仿真和实验平台,对理论分析结果进行验证.结果表明PR控制器在单相并网电流控制更具有优越性.     

压电陶瓷微定位控制系统的规则控制研究

在分析压电陶瓷特性基础上,建立了压电陶瓷微定位系统的模型,并将逻辑规则控制器应用于其控制系统中．逻辑规则控制器将相平面分为9个工作区域,对应有9条不同的控制规则．与传统的PID控制器作用相比,离线仿真和在线实验表明,逻辑规则控制器作用下的系统输出不仅超调量小,响应时间快,而且控制策略简单易行．     

泵控马达调速液压系统的建模与仿真

论述了变量泵控马达调速回路的基本原理,在对回路系统进行了一定的假设等效和忽略一些对结果影响较小因素的基础上,对某一变量泵控马达系统进行了分析和参数选择,建立了其液压系统数学模型,利用Matlab／Simulink对回路进行仿真分析,分别得到系统在有无PID控制、加载时间、载荷大小对系统响应的影响,仿真结果表明,系统在PID控制下,负载力矩不为零时,在同一时刻加上不同的负载,系统响应的超调量和调整时间均随着负载的增加而增加;PID控制器具有消除系统响应的稳态误差的作用,能够使系统抗负载扰动的性能提高。     

可纠错二元光栅编码方法的研究及设计

针对相位解包裹中运用二元光栅编码结构光技术计算相位级次时,因受背景光强、噪声、被测物体表面不均匀反射率等因素的影响,导致光栅黑白交界处部分像素点的误码问题,提出了一种可纠错的二元光栅编码方法。从光栅编码方法的角度出发,依据信息论中的纠错码原理,采用汉明线性分组码,通过增加一定数量的校验元编码图案的投影,对二元编码光栅黑白交界处的误码问题进行检测并纠正,并从理论上验证了其设计方案的可行性。仿真实验表明对于只发生一位误码的像素点能予以100%检测并纠正,具有很高的可靠性。     

二自由度内模控制抗扰及鲁棒性分析

文章针对生产过程中常见的对象不精确及扰动或参数波动等情况,采用2自由度内模控制结构进行系统设计。通过内模前馈控制器及反馈滤波器设计来探讨内模控制结构如何有效提高控制系统的抗扰及鲁棒性能。然后使用Matlab仿真工具,实例设计反馈滤波器并在simulink下进行系统仿真,结果表明该二自由度内模结构设计方法可行,控制性能好,合理的滤波系数可保证系统具有良好的抗扰及鲁棒性能。     

微机械振动陀螺闭环自激驱动理论分析及验证

根据微机械振动陀螺驱动控制的要求,对基于自动增益控制的自激驱动陀螺系统进行了理论分析,在系统存在相位不平衡时,利用近似平均法得到了结构的起振条件及稳态幅度表达式。理论分析和实验测试表明：参考电压须大于某一临界值结构才能起振,较大的参考电压能达到大的稳态振幅,提高信噪比;系统相位偏差将导致系统谐振频率偏离固有谐振点,同时引起稳态振幅变小;改变滤波器时间常数能改变起振时间。陀螺闭环自激系统测试得到谐振频率10 min内稳定度达到±8 ppm,振动幅度1 h内最大漂移0.1%。     

存在误差噪声的相干MPSK系统性能分析

推导了存在相位误差,正交误差和I-Q增益不平衡时,相干MPSK系统在莱斯信道下的误符号率,并以相干MPSK系统仅存在正交误差为例进行了仿真.仿真结果表明,该误符号率的数值解与已有文献相同,验证了理论分析的正确性.     

光盘主轴恒速伺服控制系统的设计与研究

介绍了锁相伺服技术在光盘主轴恒速伺服控制系统中的应用，并提出了结构简单、体积小、控制精度高的控制系统方案，设计了无刷电机驱动电路、鉴频鉴相器电路，用８０３１单片机扩展一片８９５３ＰＩＴ，完成了相差／数字转换、ＰＷＭ控制信号产生、可编程分频、传感器非线性修正、数字ＰＩＤ校正等功能，实现了实时控制。     

基于定量反馈理论的两轴稳定平台混合控制器设计

针对两轴稳定平台中控制对象的不确定性及其扰动问题,在建立其不确定数学模型的基础上,综合考虑了对象的不确定性范围和系统的性能指标要求,采用定量反馈理论研究了两轴稳定平台跟踪伺服控制,设计了鲁棒性强的跟踪控制器.采用Matlab进行仿真结果显示:定量反馈理论(QFT)和比例积分微分(PID)相结合的直流电机驱动控制器具有响应速度快、无超调、抗干扰能力强以及稳态误差小等优点;其动、静态性能均优于单一控制器,较好地抑制输出干扰带来的影响,使两轴稳定平台系统得到良好动态响应,便于工程实现.     

一类间歇过程的优化及非线性预测控制

基于主产物浓度和反应温度的RBF神经网络模型,使用粒子群优化算法(PSO)求解该间歇反应主产物产率最大化问题,进而得到反应温度优化曲线。利用RBF神经网络建立了反应器冷却水控制温度阶段的预测模型,采用非线性预测控制,并引入了模型误差项,增强了控制方法的鲁棒性和间歇过程的抗干扰性能。利用 Lyapunov 原理对该预测控制算法做了稳定性分析,确定了系统稳定条件下的参数的取值范围。同时编制控制程序在多功能过程及控制实验装置(MPCE)装置上实现了算法的控制,并与以升温速率为基准的特殊PID调节器的控制结果比较,结果证明了基于RBF神经网络非线性预测控制方法的有效性。