不确定离散线性脉冲系统的状态反馈镇定

从不同角度研究具有多面体参数不确定性的离散时间线性脉冲系统的鲁棒镇定问题.在系统的状态及控制量受时域约束的情况下,给出了一种能够保证闭环系统鲁棒稳定性且约束始终满足的线性状态反馈控制器设计方法.应用该方法,可以通过计算有限的线性不等式来获得鲁棒镇定控制器的反馈增益.数值仿真验证了方法的有效性.     

基于灵敏度的不稳定对象PID控制器

针对不稳定对象提出了一种基于灵敏度指标的PID控制器整定方法.首先采用内环反馈结构将不稳定对象转换成一个稳定的模型,然后基于灵敏度指标设计PID控制器,最后通过将两个回路等价为一个反馈回路结构获得给定加权PID控制器参数.仿真结果表明,本PID控制器整定方法可以使不稳定对象闭环系统获得期望的灵敏度,保证了系统的鲁棒性和良好的控制性能.     

基于闭环稳定约束的不稳定对象PID解析控制

利用有理函数逼近纯滞后 ,针对一类典型不稳定对象推导了 PID控制器整定公式 .与经典鲁棒控制设计方法不同 ,文中不是利用控制对象互质分解 ,而是根据闭环系统稳定性约束寻找满足要求的控制器集合 .通过对最优灵敏度函数求解解析地推导出 PID控制器的结构和参数 ,得到的结果非常简单 .     

时变采样周期网络化系统混合鲁棒H2/H∞控制

针对存在时变采样周期和时延的网络化控制系统,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下控制问题.通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立了离散时间凸多面体不确定系统模型.利用矩阵不等式方法,设计了满足混合鲁棒H2/H∞性能的控制状态反馈控制器.对不稳定的连续时间系统,该控制器能使闭环系统保持渐近稳定并对外界干扰具有良好的抑制性.控制器存在的充分条件和具体参数通过求解线性矩阵不等式给出,计算简单.数值仿真结果表明所设计控制器的有效性.     

磁悬浮永磁同步电机转子系统的参数辨识与控制

针对磁悬浮永磁同步电机转子系统在悬浮控制过程中,由于磁力参数不准确从而影响控制器的优化设计甚至破坏系统稳定性的问题,提出一种基于高斯调制函数法的磁力参数辨识方法,并设计滑模控制律对转子的稳态悬浮进行控制。首先,让磁悬浮转子系统在PID控制下闭环稳定,再以多正弦信号激励系统,利用高斯函数作为调制函数,对磁悬浮转子系统连续动力学模型进行数字调制积分,从而建立离散等价参数辨识模型;然后,选择与磁悬浮转子系统频带覆盖范围相匹配的尺度参数构建高斯调制函数,对磁悬浮永磁同步电机实验台的磁力参数进行辨识;最后,依据辨识所得的模型参数设计滑模控制器,实现永磁同步电机转子的稳态悬浮。所提方法避免了对微分信号的直接处理,同时又回避了积分初值问题,能够便捷、有效地辨识磁力参数;所设计的滑模控制器使得磁悬浮转子系统拥有更好的稳态和动态性能。实验结果表明：根据所提方法设计的滑模控制器能够使转子在0.2 s内到达目标位置并保持稳定,其调节时间仅为PID控制的40%。     

惯性特征系统最速特征模型PID控制参数辨识

以惯性特征系统作为研究对象,针对常规PID控制器参数的设置问题提出了基于系统最速特征模型的辨识算法,该算法利用惯性特征系统的输入输出特性,通过最小二乘法辨识出系统的一阶特征模型,然后再根据一阶特征模型、控制律和系统的动、稳态性能的要求辨识出系统的二阶最速特征模型,同时也计算出PID控制器的参数.仿真结果表明,该算法能够使PID控制具有最速响应的特征,为PID参数设置提供了一种计算方法.     

直流变换器的区域极点配置鲁棒PID控制算法

为提高直流变换器对干扰及不确定因素的鲁棒性,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒PID控制器算法.PID控制器的参数应用区域极点配置(RPA)的方法来整定.考虑受控系统需对干扰具有鲁棒性,将PID控制和H_∞控制相结合,以LMI形式给出H_∞PID控制器的可解性条件.设计的控制器使得闭环系统满足闭环极点分布在指定区域内以获得期望的动态特性,以及对外部噪声的抑制具有最大H_∞鲁棒性能界.此外,该控制器设计方法也可应用于参数不确定的多胞型直流变换器系统.Buck变换器的确定和不确定系统的仿真实验验证了该控制算法的正确性和有效性.     

反向响应时滞过程PID控制器设计新方法

基于常规单位反馈控制结构，研究了工业中常见的反向响应过程的特性，给出了PID控制器的解析设计新方法．通过提出期望闭环传递函数．解析地推导出PID控制器的形式，同时分析了闭环控制系统所能达到的控制性能和鲁棒稳定性．由此给出了控制器参数的调节规则．该PID控制器的突出优点是可以进行单参数整定，通过单调地调节控制器参数，实现闭环系统的标称性能和鲁棒稳定性之间的最佳折衷．仿真实例验证了该方法优于其他方法．     

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的T-S模糊系统的H∞控制

研究了离散时滞T-S模糊系统基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的H∞控制问题.通过构造离散型模糊Lyapunov-Krasovskii函数,首先给出了一个使得T-S模糊系统渐近稳定的充分条件,然后给出了相应的H∞控制器的设计方法,该设计方法保证了模糊闭环系统内部渐近稳定并满足从干扰输入到控制输出的H∞范数界约束,且具有较少的保守性.最后通过仿真实例,验证了该方法的有效性.     

基于BP神经网络的球杆控制算法设计

针对球杆系统定位控制问题,基于BP神经网络设计了BP神经网络控制器和BP神经网络PID参数自整定两种智能控制器.完成了两种控制器的网络结构与实现方法,并在Simulink环境中仿真.仿真结果显示出BP神经网络PID参数自整定控制器的稳定性优于BP神经网络控制器,将BP神经网络PID参数自整定控制器算法移植到GBB1004球杆系统,实现了对该系统的控制.实验结果显示,该控制器响应快,有一定的抗干扰能力,获得系统调节时间小于16s,稳态误差小于1cm.     

面向性能指标的控制器参数整定新方法

针对线性定常系统,基于Guardian Maps稳定理论提出了一种面向性能指标的控制器参数整定方法。将期望的闭环系统动态性能和稳定裕度指标转化为状态矩阵特征值的配置问题,进而利用Guardian Maps包围函数,在系统参数已知的条件下,可确定满足期望性能的全部控制器参数;在控制器参数既定时,可确定满足期望性能的系统参数许用摄动范围。仿真验证了所提方法的有效性,同时表明该方法通用性强,对PID控制、状态反馈及自适应等控制器参数整定问题均适用。     

一种求取闭环脉冲传递函数的简易方法

提出了一种求取闭环采样系统脉冲传递函数的简易方法,该方法是在求出对应的连续系统传递函数的基础上,再利用采样开关在采样系统中的位置进行求解,具有简便、易掌握的特点,为求取采样闭环脉冲传递函数提供了方便。     

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.     

基于遗传算法优化的双回路模糊控制倒立摆系统

通过遗传算法、模糊控制、PID的结合,对直线一级倒立摆的平衡控制问题进行了优化控制。首先用牛顿-欧拉法建立倒立摆的动力学模型,得出系统的传递函数和状态空间表达式,分析系统的稳定性和可控性。以此为基础,先设计了PID单回路和双回路控制器;然后用遗传算法优化PID参数;再用优化的参数设计双回路模糊PID控制器;并用MATLAB对系统进行了仿真。纵向和横向控制方法的对比分析表明:该方案控制效果最好,能同时控制角度和位移;其参数可在最优PID初值的基础上在线修改,实现最佳调整,使对象具有良好的静态和动态性能。     

基于数据丢包的离散奇异脉冲系统量化控制器设计

针对离散奇异脉冲系统,在保证闭环系统稳定的基础上,考虑网络中存在的数据丢包和信号量化问题,提出了一种基于数据丢包的量化反馈控制器设计方法.首先,根据非线性奇异脉中系统的描述,建立了相应的具有丢包的闭环量化反馈控制系统的数学模型.其次,根据李亚普诺夫稳定性理论,给出了离散奇异脉冲系统的渐近稳定的充分条件以及量化反馈控制器...     

调节器变频器多参数共同作用对水泵变频调速系统运行的影响

采用西门子公司(SIEMENS)具有PID闭环调节功能的变频器、孔板差压流量计组成变频调速恒流控制系统进行正交实验,研究比例增益(P)、积分增益(I)、微分增益(D)、采样周期(T)、滤波次数(n)与积分范围(W)等多参数共同作用下,对恒流供水系统的影响,并在实验基础上分析给出恒流供水系统的最佳参数.该实验所涉及的参数整定问题,对于一般闭环PID控制的恒流、恒压供水系统,进行调节器、变频器参数的整定,具有一定的借鉴意义.     

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.     

基于Lyapunov方法的离散时间模糊控制系统设计

研究了基于 T-S模型的离散时间模糊控制器的规则化设计问题。将模糊控制系统看成是一类具有结构式不确定性的系统 ,利用 L ya-punov稳定性定理 ,提出了一类线性状态反馈控制器的规则化设计方法。通过求解离散时间 Lyapunov方程 ,得出线性状态反馈控制律。并给出了保证闭环系统渐近稳定的充分条件     

直流调速系统PID参数动态设计方法及应用

针对直流调速系统PID参数经典设计方法中要处理非典型系统,不能实现实时调整参数等问题,本文提出了一种动态参数设计方法.该方法基于经典双闭环直流调速系统动态结构,通过建立系统动态仿真模型,动态设计PID参数和调整系统性能指标,以获得满足设计要求的结果.仿真实例应用表明：动态参数设计可快速准确地实现系统设计要求,是直流调速系统PID参数设计的一种有效方法.