惯性平台稳定回路的双闭环控制

分析了惯性平台稳定回路的结构特点，介绍了传统的单闭环PID控制及改进的双闭环控制方法，通过仿真，比较了两种控制方法产生的控制效果，从而得出双闭环控制在快速性、稳定性，尤其抗干扰性方面均优于传统的单闭环控制．     

双曲余弦增益的非线性PI蒸汽温度控制研究

本文针对大惯性、纯滞后的蒸汽温度控制对象,基于双曲余弦增益的非线性理论,设计了一种蒸汽温度控制对象的非线性PI控制系统。通过Matlab/simulink软件对单回路和串级汽温系统在阶跃扰动下工况进行组态和仿真,结果表明:双曲余弦增益的非线性PI控制器对蒸汽温度控制系统的动态性能改善显著,系统稳定性强,超调小,调节时间明显缩短,具有良好的抵抗干扰能力和鲁棒性。利用双曲余弦增益的非线性PI控制器较好解决了一类大惯性、纯滞后非线性对象的控制难题。     

基于PLC的机电控制综合实验教学平台开发

针对机电系统计算机控制实验教学的需要,设计开发了基于PLC的机电控制实训平台。该教学平台由PLC控制系统、实训/储水箱、水管管件、检测系统、执行系统等模块构成。采用该平台进行综合实验,学生可以掌握传感器的工作原理和应用领域、变频器控制被控对象的工作原理及实现方式、 PLC编程控制的语言特点和控制方式,加深学生对PLC、上位机和被控对象之间工作关系的认识和理解,有效提高了学生机电液结合的动手与工程应用能力。     

惯导平台稳定回路三种控制策略的仿真研究

平台式惯性导航系统依靠由陀螺稳定的机械平台,为导航系统和姿态稳定系统提供测量基准,平台稳定回路是其中事关导航精度的关键部分。对平台稳定回路进行了建模,在仿真的基础上对单闭环、双闭环、数字双闭环三种控制策略分别设计了控制器,并比较了各控制策略的优劣。经过分析比较表明双闭环控制、数字双闭环控制与目前工程上普遍应用的单闭环控制策略相比提高了系统的动态抗扰能力。     

基于DVS制导算法的欠驱动船舶路径跟踪指令滤波滑模控制

针对欠驱动水面船舶在模型参数不确定和未知风浪流扰动情况下的路径跟踪问题,提出一种改进的动态虚拟小船(dynamical virtual ship,DVS)制导算法,并采用指令滤波反推法设计模型运动学回路的前进速度和艏摇角速度的虚拟控制律,进而将船舶路径跟踪问题转化为前进速度误差和艏摇角速度误差的镇定问题,在模型动力学回路上采用PI积分滑模控制方法设计实际控制律.该控制策略能够减少和避免因对虚拟控制律求导而造成的计算负担和高频噪声对系统的影响,且对模型参数不确定和未知扰动具有鲁棒性.仿真实验表明,该控制策略可实现船舶在模型参数不确定和未知风浪流扰动下对规划路径的精确跟踪.     

惯性平台稳定回路的双闭环控制

对惯性平台稳定回路进行了理论分析和校正.通过设计和仿真,验证了传统PID控制的可行性;并通过引入速度反馈的双闭环控制,克服了单闭环系统在抗干扰性能方面的欠缺.MATLAB仿真结果表明,双闭环控制在很多指标上均优于传统PID控制器,特别是其动态性能以及对干扰的抑制能力,是一种应用在实际平台系统中理想的控制器.     

基于自抗扰控制技术的轧机主传动系统机电振动控制

轧机驱动电机与轧辊间采用长轴连接,连接轴刚度有限,因此在带材高速轧制时,常规电流、转速双闭环控制易产生机电振动和断带现象.为了克服该缺陷,针对轧机主传动系统精确模型不易获得的特点,将不确定外扰和未建模动态视为一个综合扰动项,运用扩张状态观测器对系统状态和综合扰动项进行观测,设计了轧机主传动机电振动扩张状态观测器控制系统;进一步利用自抗扰控制技术设计了一个不依赖于对象模型的轧机主传动机电振动控制系统.仿真研究结果表明:两种控制系统都有效改善了轧机主传动系统的跟踪性能,抑制了系统的机电振动现象,同时对系统内部参数如轧辊转动惯量等的摄动也具有较强的鲁棒性.首次将扩张状态观测器和自抗扰控制技术应用到轧机主传动机电振动控制系统中,并通过与传统电流、转速双PI控制和基于降维状态观测器的状态反馈控制比较,证明了该方法的有效性和优越性.     

基于模糊PI控制的单相无桥PFC的研究

研究了基于模糊PI控制的单相无桥功率因数校正变换器(PFC),分析了其工作原理和控制方法.根据实际工程经验提出了将参数自适应调整的模糊PI代替传统的PI作为双闭环控制,模糊PI控制的PFC能够工作在较宽的负载变化和输入电压的范围内,响应速度快,精度更高.同时,给出了PFC的设计参数.实验结果在一台3.8kW的样机上得到验证,证明了基于模糊PI控制的单相无桥PFC性能较传统PI控制更优越.     

三相四线制SVG的自适应PI双闭环控制方法

针对三相四线制静止无功发生器在传统控制方法上存在的缺陷,提出一种自适应PI双闭环控制方法.通过dq0坐标变换完成电压平方外环控制,实现对直流侧电容电压的稳压与均压控制.通过帕克变换完成电流内环控制器的设计,引入自适应PI控制,进行系统仿真,搭建实验验证系统.研究结果表明:自适应PI双闭环控制算法是有效的,提高了直流电压跟踪能力,使系统具有稳定性好、响应实时性好、抗负载扰动能力强等优点.     

容错控制器在破碎机调速系统应用中的仿真研究

针对单输入单输出多回路系统,采取一种简单的容错控制技术,当控制系统中任一传感器失效时,采用邻近回路重构控制律对水下破碎机转速控制器加以补偿,使控制系统仍能稳定且控制质量与传感器失效前相一致,并给出了其仿真结果.图6,参9.     

±300 kVar静止同步补偿器STATCOM控制系统

介绍了一种±300 kVar STATCOM装置的拓扑结构及其基于DSP的双CPU冗余控制系统的软硬件设计,提出了一种基于变结构神经网络模糊控制的内环控制和PI外环控制的双闭环控制结构.通过试验确定了逆变器的开关频率,并且对模拟冲击负载下的单负荷-无穷大系统中STATCOM进行试验.试验结果表明,该装置能够维持负载母线电压的稳定性.     

滑模控制策略在三相PWM整流器中的应用

传统的三相电压型P WM整流器一般多采用双闭环控制,即电压外环控制和电流内环控制,控制环节均采用PI算法.但因为PI算法典型的滞后特性,使得双闭环控制的动态响应性能较差,抗干扰能力不强.为了解决这一问题,文章提出了一种用滑模控制算法来代替电压外环的PI算法的新的控制算法.通过MATLAB仿真软件中的Simulink模块进行模型的搭建,通过对比结果表明,滑模控制方式比传统的双闭环控制方式具有更优越的动态性能.     

非线性自抗扰状态PI控制器的研究

针对线性状态PI控制器只适用于单输入单输出的线性系统的不足 ,提出了非线性自抗扰状态PI控制方法 ,将“自抗扰”控制技术的控制思想应用于常规状态PI控制 ,使其适用于单输入单输出的非线性系统的控制。解决了“自抗扰”控制技术中扩张状态观测器的参数问题 ,并对系统的稳定性进行了定性分析。仿真算例表明 ,非线性自抗扰状态PI控制器对对象模型参数摄动和外扰具有良好的适应性和鲁棒性     

±300kVar静止同步补偿器STATCOM控制系统

介绍了一种士300kVar STATCOM装置的拓扑结构及其基于DSP的双CPU冗余控制系统的软硬件设计，提出了一种基于变结构神经网络模糊控制的内环控制和PI外环控制的双闭环控制结构．通过试验确定了逆变器的开关频率，并且对模拟冲击负载下的单负荷一无穷大系统中STATCOM进行试验．试验结果表明，该装置能够维持负载母线电压的稳定性．     

非线性自抗扰状态PI控制器的研究

针对线性状态PI控制器只适用于单输入单输出的线性系统的不足,提出了非线性自抗扰状态PI控制方法,将“自抗扰”控制的控制思想应用于常规状态PI控制,使其适用于单输出的非线性系统的控制,解决了“自抗扰”控制技术中扩张状态观测器的参数问题,并对系统的稳定性进行了定性分析,仿真算法表明,非线性自抗扰状态PI控制器对对象模型参数摄动和外扰具有良好的适应性和鲁棒性。     

固定翼无人机纵向控制律设计及仿真验证

利用经典控制理论中的根轨迹法对某固定翼无人机纵向控制律进行分析设计。首先通过在定常直线无侧滑模态下对无人机数学模型进行配平线性化,将飞机运动分解为纵向运动和横侧向运动;再利用俯仰角速率和俯仰角双回路反馈实现俯仰角控制回路;之后通过分析系统附加开环零点对系统稳定性和动态性能的影响确定高度积分增益实现高度控制回路,利用Matlab进行了仿真,给出了仿真结果。仿真结果表明控制参数设计合理,根轨迹法是设计飞行控制律有效而成熟的方法。     

自适应模糊滑模控制在火箭炮耦合系统中的应用

针对火箭炮位置伺服系统中的机电耦合特性,提出了一种自适应模糊滑模控制方法.为了使滑模变结构等效控制律设计不依赖对象的精确模型,利用切换函数及其变化率设计自适应模糊系统来代替等效控制,为了抑制滑模抖振,采用模糊规则调节切换控制的增益.仿真及实验结果表明,该方法不仅保证了系统的静、动态特性,有效降低了变结构系统中固有的抖振现象,而且对参数摄动具有较强的鲁棒性.研究结果为进一步完善控制器理论结构及实践应用提供了参考依据.     

基于滑模控制的飞行器螺旋机动、制导与控制一体化设计研究

针对空舰飞行器末制导过程中突防能力不强;制导、控制回路分离设计在带宽分离假设条件不满足情况下的控制效果较差的两方面问题,将飞行器制导与控制回路进行一体化设计,并引入三维螺旋机动的弹道机动形式,实现了螺旋机动、制导、控制一体化的设计研究. 首先对飞行末段的制导、控制回路进行了一体化建模,之后应用滑模控制方法,完成了制导与控制一体化的控制律设计,而后引入了对视线倾角速率与视线偏角速率的周期性拉偏,完成了螺旋机动、制导、控制一体化设计,仿真结果表明,本文设计的控制律在保证对目标的精准打击能力的同时具备了攻击过程中的弹道螺旋机动能力.      

气动调节阀黏滞故障引起的回路振荡消除方法

气动调节阀的黏滞故障是控制回路中常见的故障,由黏滞引起的回路振荡将会破坏整个控制回路的性能。针对不具有定位器的阀门,提出了利用T-S型模糊控制器代替传统的PI控制器来消除此种振荡。该控制器利用阀门黏滞时被控对象的状态信息与控制器输出变化率之间的关系来构建模糊控制的规则。通过对传统PI控制器的积分系数进行修正使得阀门快速移出黏滞区,最终消除黏滞故障对回路的影响。将该算法应用于实际的液位控制回路中,实验结果表明该算法能够较好地消除回路的振荡,且能够适应不同的设定值,具有一定的鲁棒性。     

MATLAB在《机电传动控制》课程教学中的应用

在《机电传动控剞》课程的教学过程中利用MATLAB软件的蝙程，可视化功能以及Simulink模块的仿真功能，可使抽象的复杂的动态过程图形化，从而加深学生对教学内容的理解。本文以直流他励电动机电抠回路串接电阻启动为倒，介绍MATLAB软件在《机电传动控制》课程教学中的应用。