基于模糊控制和PID控制的一阶倒立摆系统建模与仿真

对一阶倒立摆系统的平衡控制问题进行了控制策略研究.建立了系统数学模型,分别采用模糊控制和PID控制策略设计了控制器,并用Matlab/Simulink对控制系统进行了仿真实验研究.仿真实验结果不仅证明了两种控制策略对系统平衡控制的有效性,同时也展示了它们的控制品质和特性.     

基于最优控制的倒立摆系统

对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究.首先建立了系统的数学模型,然后运用线性二次型最优控制策略设计控制器,并进行了仿真研究,最后在实际设备上完成了实时控制实验.仿真和实验结果表明,控制系统具有优良的品质和特性,不仅动态性能和稳态性能好,鲁棒性也很强.     

单轴倒立摆系统的平衡和位置控制

对GIP-100-L单轴倒立摆实验系统的平衡和位置控制问题进行了研究.首先建立系统数学模型,运用状态反馈极点配置的方法,实现倒立摆摆杆的平衡控制;然后通过设置位置反馈,实现了小车的位置跟踪.实验结果表明,设计方法是有效的.     

直线一级倒立摆模糊控制器的设计

倒立摆系统以其自身的不稳定性而难以控制,也因此成为自动控制实验中验证控制策略优劣的极好的实验装置.本文针对直线一级倒立摆系统的平衡控制问题。应用牛顿力学方法对其进行数学建模,对系统进行了能控性分析.应用模糊控制理论设计了控制器,仿真及时控结果表明,模糊控制方法对于典型非线性自不稳定系统有着很好的控制能力.     

磁悬浮轴承系统不平衡振动控制的方法

针对磁悬浮磨床电主轴系统中存在的同步振动问题 ,通过计算机仿真和实验 ,研究了 2种处理方法 :力自由控制和开环前馈控制。在力自由控制中 ,控制环节对同频振动分量不加以响应。在开环前馈控制中 ,由不同于主控制器的前馈控制环节对同频振动分量进行处理 ,其结果叠加到主控制器的输出中。计算机仿真和实际的实验结果均表明 ,这2种方法对提高系统性能具有明显的效果。该研究对于磁悬浮轴承系统不平衡振动的控制具有重要意义。     

激振系统与平衡阀频率匹配问题分析

针对液压激振系统工作频率对平衡阀启闭性能存在影响,为研究平衡阀与激振系统工作频率匹配的问题,对激振系统平衡回路、先导控制回路和主阀芯受力情况进行数学建模,利用AMESim仿真软件进行分析,并实验验证.仿真结果表明:在激振系统中平衡阀的工作存在非正常工作临界点,对设备安全运行存在较大隐患;非正常工作点出现的原因为单个激振周期小于平衡阀主阀芯启闭时间,其由先导控制腔建压与卸压的时间决定;先导控制回路阻尼孔3和系统控制压力对平衡阀频率匹配影响较大.实验结果与仿真结果相符合,验证了仿真分析的可靠性.     

基于线性二次调节器算法的两轮自平衡机器人最优控制方法

两轮自平衡机器人作为一种多输入多输出系统,虽然已在许多日常使用中得到应用,但大多数研究只关注通过试验实验或使用简易的数学模型来达到平衡.为了研究两轮自平衡机器人完整数学模型建模和运动平衡控制器设计,首先,根据机器人的电机模型、车轮模型和摆体模型,推导机器人运动的状态空间模型;其次,分析系统的可控性和可观性,并结合状态估计和反馈控制设计具有状态估计的反馈控制器,同时引入线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制方法以完善控制器在机器人运动中的控制效果.仿真实验结果表明:具有状态估计的反馈控制器和LQR控制方法对于这类自平衡机器人运动平衡控制具有良好的稳定性和鲁棒性.     

柔性倒立摆的PD实时控制

针对直线一级柔性倒立摆系统的多变量特性,采用三个PD控制器实现了系统的平衡控制。建立了系统的数学模型,并利用极点配置方法整定控制器参数进行仿真实验,将所设计的控制器在实际的实验设备上进行实时控制实验。实际控制结果验证了方案的有效性和正确性。     

单相光伏并网逆变器滞环电流跟踪控制的研究

研究了3 kW.单相光伏发电并网系统的逆变器滞环电流跟踪控制的控制方法.根据滞环电流跟踪控制的原理,利用MATLAB/SMUUNK,建立光伏发电并网系统的控制模型.通过调整系统参数对并网系统进行仿真,得到并网电流和电网电压波形,使得输出功率因数近似为1,并对波形总谐波畸变率进行了分析,使其满足设计要求.最后,对单相光伏并网逆变器的滞环电流跟踪控制系统进行相关实验测试,所测得的实验数据与仿真结果基本符合.     

两轮自平衡机器人动力学模型分析及PID控制方法研究

针对两轮自平衡机器人高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的特点,以其为研究对象,采用Lagrange方法建立状态方程,并对其平衡控制进行了研究,采用STM32单片机设计了控制系统进行验证,以寻求最优的系统动态性能,提高系统稳定性和鲁棒性。根据机器人俯仰角度和速度等输入参数,采用PID算法输出PWM占空比可变的脉冲对驱动电机进行控制。仿真实验证明,本方法具有较好的动态性能和快速性。通过实际测试,证明了本方法的有效性。     

团队凝聚力与绩效系统定性模拟研究

首先基于模型分解方法和定性数学,构建了适用于团队凝聚力与绩效系统研究的定性模拟实现方法,提出了相应的定性知识表达方法,设计了模拟步骤．然后设计并实现了团队凝聚力与绩效系统定性模拟模型．设计了定性过程知识库和专家知识库．最后通过模拟,对3个模拟阶段中可能出现的所有可能方案的方案成本和方案得分进行了对比分析,论证了外界环境有利时要加强目标引导,以避免在外界环境不利时团队凝聚力绩效系统陷入恶性循环．     

基于势能守恒的被动式微低重力模拟系统平衡因素研究

航天工程的发展对微低重力环境的地面模拟提出了长期使用、部署方便的要求,基于势能守恒的被动微低重力模拟系统是一种合适的手段。由于系统的摩擦、阻尼、自身重力等非理想特性,该类系统的模拟精度、动态性能、性能稳定性受到很大影响。本文针对势能守恒系统中的关节力矩和阻尼展开分析,依据第二类 Lagrange 方程建立动力学模型并结合仿真进行验证分析,得出关节力矩、弹簧组件中阻尼是影响被动式微低重力模拟系统平衡的关键控制参量。同时根据系统受激励后的特性确定了一种阻尼系数取值的单曲函数定量约束的方法,并且进行了案例研究,为相关系统的平衡性研究提供了定量依据和分析方法。     

电液伺服系统研究中的非线性分析方法

运用非线性性分析方法对一试验用电液伺服系统进行理论建模和仿真研究。引入了一 个非线性状态方程来描述电液伺服系统的动态特性。通过仿真结果与实际系统的响应相比较，验证了理论建模是准确的。在理论建模与仿真基础上，设计了一个自校正PID控制器，并且对其控制特性进行了仿真研究。     

机电暂态-电磁暂态混合仿真接口技术

提出电力系统仿真的机电暂态一电磁暂态混合仿真接口技术．根据研究的详细程度,将电网划分为内部电磁网络、外部机电网络和接口母线．应用Ward等值法化简外部网络,其特色是发电机与网络连接应用统一电路模型．最后得到的电磁仿真的接口电路模型,其电源的频率、相角和幅值在仿真中都是变化的．通过改进最小二乘法和对称分量法处理内部网络的电磁仿真结果,形成对应机电仿真的恒功率阻抗模型．该接口技术降低了网络的维数,提高了仿真的效率．在含有变电站的IEEE-9节点系统上进行仿真,其与商业软件PSCAD的比对结果验证了算法的正确性和有效性．     

基于静止无功补偿器动态相量模型的混合仿真算法

为了提高含非线性元件电力系统的仿真速度,采用动态相量技术,提出了机电暂态与动态相量（TSP—DP）混合仿真算法,推导了考虑谐波特性的静止无功补偿器（SVC）的动态相量模型,并基于网络分解思想,将外部系统使用传统准稳态模型进行机电暂态仿真;SVC采用动态相量模型进行电磁暂态仿真,并嵌入传统机电暂态仿真程序,2种仿真通过接口母线进行数据交换和仿真协调,以实现全网的TSP—DP混合仿真、在含SVC的1EEE9母线和新英格兰39母线系统上进行了仿真验证,结果说明TSP—DP混合仿真算法具有与DCGEMTP全网电磁暂态仿真相同的精度,比传统混合仿真效率提高了1倍。     

基于模型组件技术的通用离散事件动态系统仿真模型

针对传统离散事件动态仿真软件可重用性差的缺陷，提出了基于组件技术的设计方法，给出了基于组件技术的离散事件动态系统通用的模型接口及原型实现，开发了类似Matlab的离散事件动态系统仿真环境，该仿真工具通过拖放创建模型，联线建立模型间逻辑联系，并在炼钢连铸车间物流仿真中得到了运用。该设计方法还可以推广到其他柔性制造系统的仿真应用中。     

基于Energyplus的航站楼空调系统建模与仿真

利用建筑能耗仿真软件Energyplus和Designbuilder对某机场建筑及其空调系统建立了仿真模型.在全年能耗现场实测数据和FEMP(Federal Energy Management Program)标准法的基础上,采用改进的FEMP标准法和配对样本t检验法验证仿真模型.结果表明,仿真模型与实际系统的吻合度很高.基于已验证的模型,模拟送风温度优化设定对系统能耗的影响,仿真试验表明降低送风温度有较好的节能效果.     

制冷系统仿真的IDEF分析

研究了集成化计算机辅助制造的定义(IDEF)方法在制冷系统仿真中的应用，用信息论的观点，借用IDEF方法对制冷系统进行了分析，建立了系统仿真所需的功能模型和信息模型，采用ICOM码表管理系统中的所有参数，然后结合相关的数学模型，更好地实现了仿真目的，并为后续整个制冷CAD系统的开发奠定了基础。     

基于Vega的飞行视景仿真系统设计

在飞行视景仿真的仪表建模中,专用仪表设计软件或Vega的仪表工具存在开发成本、显示效果及系统扩展性等不足。鉴于此,研究了基于Multigen Creator/Vega的复杂飞行仪表模型的建模方法,介绍了飞行视景仿真系统的模块化结构及开发该系统所用到的关键技术。在所给出的关键技术中,详细介绍了如何设计及驱动Creator软件建立的仪表实体模型以及开发基于Vega的视景驱动程序,并给出了相关的程序代码。阐述了在三维场景中,如何实现飞行模型的运动及仪表模型各模块的精确显示。该系统可以比较真实的模拟交互式的飞行过程,提供了一个通用的仿真平台。     

基于模型库的冷连轧过程控制仿真支撑系统

结合当前实际应用对改善仿真建模过程的需求,以简化专业领域仿真过程、提高仿真建模效率为目的,提出了以模型重用技术为基础,基于领域模型库的仿真支撑系统的思想,给出了仿真支撑系统总体结构设计方案,并针对带钢冷连轧过程优化控制系统,就标准仿真流程框架的提取、层次化领域模型库的构建及支撑系统运行机制的实现等关键问题进行了探讨·应用实例说明本文提出的仿真支撑系统总体框架及运行机制是可行的·