时滞系统鲁棒IMC-PID控制器的研究

针对无精确模型情况下的FOPDT对象,首先通过一阶Pade近似获得系统的相乘不确定性界,然后采用内模控制器的设计步骤,以满足控制系统鲁棒性为条件,确定滤波时间常数的范围,最后,由等效的反馈结构,将内模控制方法引入PID控制器的设计,得到了其参数的明确解析结果。该方法避免了传统整定的复杂试凑过程,为时滞系统PID控制器设计提供了一条简单有效的途径。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种基于积分最小二乘指标的时滞过程频域辨识算法

将积分最小二乘指标拓展到时滞过程情形，提出了一种新的频域辨识方法，该方法通过引入Pade近似，在保留积分最小二乘指标的同时，采用最小二乘类算法高效求解，给出了一个描述Pade近似与模型误差之间的关系式，有助于了解Pade近似对辨识结果的影响，方便控制系统的分析与设计，对一个大时滞过程仿真取得了满意的结果，表明所提出方法的有效性。     

分数阶时滞系统的 Smith 预估分数阶 PI 控制

为解决一类含有时滞的分数阶系统控制问题, 提出了一种 Smith 预估分数阶 PI(Proportion Integral)控制策略, 在不消除分数阶系统中的时滞项的情况下, 实现了时滞系统的稳定控制。 通过对分数阶时滞系统进行特性分析, Smith 预估控制能有效克服时滞对分数阶控制系统的不利影响, 并给出了分数阶 PI 控制器参数整定的简单规则, 具有一定的实际应用价值。 同时分析了该分数阶系统的阶次对系统收敛时间的影响, 最后仿真验证了结论的正确性。     

时滞系统增益自适应内模PID控制

为解决典型工业过程中大时滞系统难于控制的问题,提出一种增益自适应内模PID(Proportional Integral Differential)控制方法.对时滞系统纯滞后环节一阶Pade逼近后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再应用Adaline人工神经网络动态获取被控对象的增益,从而自动调节控制器的比例系数.由仿真结果可见,当增益自适应控制方法投入跟踪后,超调从投入前的23%减为投入后的9%,该控制方法能克服增益变化对系统控制性能的影响,显著改善控制品质.     

基于低阶自适应模型及时滞补偿的单晶硅直径控制研究

直拉单晶硅直径与功率之间是一个复杂的四阶振荡系统,并有一定的惯性滞后,因此,使用常规方法控制该系统不能获得满意的性能.采用自适应降阶模型加时滞环节拟合复杂高阶系统,并进行时滞补偿控制.仿真结果表明:带有时滞环节的自适应降阶模型具有良好的自动拟合复杂系统及时滞补偿能力,使得直径控制系统具有良好的动静态性能.     

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.     

基于网络的液压马达伺服位置系统自适应鲁棒积分控制

针对基于网络的液压伺服控制系统面临的网络延时和阀控马达建模结构不确定性问题,提出了基于Pade定理和反步推导方法合成的误差符号鲁棒积分自适应控制器。该控制器使用Pade定理近似处理时变网络引起的延时,降低延时对控制系统跟踪性能的影响,应用自适应率逼近系统结构不确定性和延时误差值,采用误差符号控制方法补偿剩余的结构不确定性。通过构造合适的Lyapunov函数,验证了闭环系统的全局稳定性,保证闭环系统所有信号的有界性和跟踪误差渐进收敛性。仿真结果表明了该控制方法的高精度跟踪性能。     

基于改进粒子群优化算法的闭环时滞系统辨识

闭环时滞模型参数的辨识一直是先进工业控制领域的一个重要课题。然而由于时滞的存在,被控量不能及时地反映系统所承受的扰动,从而产生明显的超调,使得控制系统的稳定性变差。本文充分利用粒子群优化算法收敛速度较快和混沌运动遍历性的优点,提出了一种基于混沌优化思想的混沌粒子群优化算法来直接辨识含有滞后环节的被控对象的闭环传递函数,而不用将其转化为状态方程。将闭环时滞系统的传递函数通过z变换转化为离散的差分方程,对于滞后环节的处理,用一阶Pade近似。利用CPSO的全局优化能力来极小化误差准则函数,从而获得模型参数的估计值。仿真实验结果证明:该方法收敛速度较快、辨识得到的参数精度较高,适用于实际的工业生产。该方法与辅助变量最小二乘方法相比,计算量小、过程简单、不用计算多重积分、辨识速度较快、辨识精度高。     

时滞位移反馈Liénard振子的多稳态解

对Lifinard振子系统引入时滞反馈,定性地研究时滞反馈对Lifinard振子系统周期解的影响,发现时滞可使系统出现多个周期解共存的现象．利用一阶近似多尺度法直接地预测了由时滞导致的系统周期解个数及其稳定性随着时滞反馈增益和时滞量的变化规律．数值上采用四阶Runge-Kutta法,验证了理论分析结果的有效性,并划分不同周期解所对应的吸引域．研究结果对控制系统的镇定和系统同步有着潜在的应用价值．     

时滞控制理论的研究进展

时滞是自然界中广泛存在而又不可避免的一种现象。研究时滞现象,对于解决工程中的时延问题,提高控制系统性能,有着理论和实践意义。时滞控制基于内模原理,在控制器中引入时滞项以减少额外的干扰,从而提高控制系统的性能。本文概述了时滞控制理论的最新研究进展,包括:(1)时滞控制系统的数学模型及其分类,系统的鲁棒性与稳定性分析,最优与次优控制等;(2)时滞控制的基本原理与研究现状,时滞控制与其他控制方法的结合情况。最后指出了时滞控制系统需要进一步研究和解决的几个主要问题,并对其未来发展方向做了展望。     

大滞后特性处理的研究和比较

针对一、二阶加大滞后对象,对滞后项分别进行一阶Pade逼近、二阶对称Pade逼近,二阶非对称Pade逼近和全极点逼近。分析研究了开环,闭环系统中带有滞后的问题,并通过几种近似方法与理论输出值的ISE值来比较各种逼近方法的精度。同时提出在计算过程中对滞后处理的改进方法,通过仿真进行比较,使得误差大大减小,精度提高。     

使用Pade近似式处理数字控制系统中的纯滞后

针对使用改进z变换处理数字控制系统中的纯滞后,需要查表和进行繁杂的数学运算,提出在MATLAB的环境下,使用Pade近似拟合纯滞后因大,和不带滞后的被控对象串联组合、离散化,结果有较高的精确度,仿真证明此方法的正确性与实用性。     

基于网络等效变换的配电网负荷不对称运行

提出了一种网络结构等效变换方法,该方法主要将电力网络中三相参数不对称部分等效变换成带有某种故障的三相参数对称网络,且新增故障端口外电路的三相参数是对称的,从而满足对称分量法的使用条件,充分发挥对称分量法结构简单、计算进度快的优势.针对几种负荷不对称的配电网搭建仿真平台并进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的准确性与可行性.     

Wave propagation of the traffic flow dynamic model based on wavefront expansion

This paper discusses propagation of perturbations along traffic flow modeled by a modified second-order macroscopic model through the wavefront expansion technique. The coefficients in this expansion satisfy a sequence of transport equations that can be solved analytically. One of these analytic solutions yields information about wavefront shock. Numerical simulations based on a Pade approximation of this expansion were done at the end of this paper and results showed that propagation of perturbations at traffic flow speed conforms to the theoretical analysis results.     

广义逆函数值Pade逼近行列式的一个新算法

应用Amoldi方法求解系数为反对称矩阵的线性方程组,给出广义逆函数值Pade逼近行列式公式的一种新的计算方法,并由此提供计算型为[n/2k]_f(x,λ)的广义逆函数值Pade逼近的几个算法.通过实例说明方法的有效性.     

最佳L_p有理逼近与Padé逼近的关系

在本文中,我们证明了最佳L_p有理逼近的存在性,并且证明了Pade逼近是最佳L_p有理逼近的极限。     

Optimal Apparoch for Replacement Intervals of Warm Standby System

The protection device with low price and high maintenance cost can be used for a long time. In order to improve availability of protection system,a method of increasing redundancy and periodic replacement is proposed. Firstly,the equivalent model of cumulative failure probability was established. Then,the wasting time of the spare part is converted into the working time of the using part.Considering the optimization objective,under the strategy of block replacement, the availability model in infinite period with the maximum availability and the cost model in finite period with the minimum cost are established separately. In this case,we seek out the optimum replacement interval and verify the applicability and validity of the model through contrast and analysis. Finally,the paper gives a brief discussion of future research area about warm standby system maintenance.     

现值法与年值法的等价条件

本文从理论上阐明：经济评价准则中现值法和年值法只有在一定的条件下才是等价的，通常在多个水平年规划中，年值法不可随意使用。本文导出了有关现值法的计算公式。论文所作结论和导出的计算公式已被作者用于长江三峡电源发展规划的优化数学模型中，并可以推广到其他工业部门的可行性研究中去。     

等效时间采样法在OTDR中的应用

等效时间采样法(Equivalent-Time Sampling)是一种不同于实时采样(Real-Time Sampling)的信号数字化方法。由于它可等效实现高速采样的数字化效果,所以这种方法在某些特定的场合(如测试仪表)得到了广泛的应用。本文描述了这种采样法的一般原理和特点、讨论了 DZK-1型光时域反射计(OTDR)是怎样用该方法实现高速信号采样的,并给出了该部分的实现框图。