PID控制器教学模式的研究

PID是比例、积分、微分的简称,PID控制的难点不是编程,而是控制器的参数整定.参数整定的关键是正确地理解各参数对控制系统的影响.在系统性能不能令人满意时,知道应该调节哪一个参数,该参数应该增大还是减小.由于受实验限制,再加上多媒体课件的局限,学生对PID控制的过程感觉很抽象,分析起来有一定的困难.详细分析了PID控制器的基本作用,并将MATLA/SIMULINK应用到教学中,通过对PID控制系统进行仿真,直观地展现了各参数变化对过渡过程的影响,从而得出几个重要结论.既促进了学生对PID控制的深刻理解,又提高了课堂的教学效果.     

欠驱动无人艇轨迹跟踪的滑模控制方法

讨论欠驱动无人水面艇的轨迹规划和跟踪控制问题,并考虑动力学模型不确定性和环境干扰力的影响.对于给定二维惯性平面内的光滑期望轨迹,规划方法将获得船体坐标系下的参考跟踪速度和加速度. 然后基于滑模控制方法提出一种轨迹跟踪控制律. 通过理论分析可得,该控制律不但能保证无人艇轨迹跟踪的渐进稳定性,而且保证艏摇运动是有界输入有界输出稳定的. 进行数值仿真,无人艇均实现了对封闭或开放轨迹的跟踪以及定位控制,验证了所提方法的可行性和有效性.     

乳酸丁酯水解动力学研究靠

研究了在间歇搅拌反应器中,用氢型阳离子交换树脂作催化剂水解乳酸丁酯的反应动力学.测得了消除内、外扩散影响的水解反应数据,建立了实验条件下的动力学模型.研究表明:该实验条件下的水解反应满足单点吸附机理,受表面反应控制,该表面反应是吸附在催化剂表面上的水与未被吸附的乳酸丁酯发生的反应.     

新型静止无功发生器的Fuzzy-PI控制

论述ASVG的工作原理,根据控制原理设计ASVG的模糊PI（Fuzzy-PI）控制器.采用模糊控制器获得良好的动态性能,同时引入PI控制改善模糊控制器的静态性能,增强其鲁棒性.该控制器使系统在电流跟踪误差较大时比例控制占主导,误差减小速度较快,在误差减小到一定范围内时积分控制占主导,实现稳态无差.并且该控制器具有较强的自适应控制能力,增强了对电力系统稳定性的控制,具有满意的控制精度,易于实现数字控制,比传统的PI控制具有更好的控制效果.数字仿真验证了该控制方法的有效性和正确性.     

三苯基膦的合成研究

以金属钠、三氯化磷、氯苯为原料,甲苯为溶剂,一锅合成三苯基膦.该方法具有收率高、产品纯,反应引发易控制等特点,同时探讨了反应温度、物料配比对产率与产品质量的影响以及反应最佳条件的选择.     

交流异步电机数字调速系统的设计

利用DSP设计了高性能数字调速系统,该系统采用转子磁场定向的控制方式和SPWM变压变频方法,实现了交流异步电机调速系统的数字化.实验结果表明该系统控制精度高,运行稳定,符合一般的工业控制要求.     

应用InTouch组态软件设计水利枢纽监控系统

针对水利枢纽控制过程复杂,需控制的对象和监测的参数均较多的实际情况,应用InTouch组态软件设计水利枢纽计算机监控系统.以InTouch组态软件设计监控系统的上位机程序,该程序通过现场PLC控制单元实现对水利枢纽的监控.实际应用表明,该系统实现了控制、维护、管理的集成,具有稳定性好、可靠性较高,维护方便等特点.     

Ad Hoc网络中一种新的双信道MAC协议及其性能分析

针对多跳ad hoc网络,提出了一种新的应用于媒体接入控制(MAC)层的双信道协议,采用双信道传输以及改进的握手协议和信道预留方法,避免了数据冲突,解决了隐藏终端和暴露终端对数据传输的影响问题,提高了信道利用率.节点根据收到的不同的控制包,在控制信道和数据信道中采取3种不同的预留方法.在数据传输中,隐藏终端能够同时接收数据,暴露终端能够同时发送数据.在高业务量网络中分析了该协议的吞吐量属性,通过与基于RTS/CTS的协议的比较,表明DCMAC协议能提高多跳ad hoc网络的吞吐量.     

应用非线性干扰观测器的反推终端滑模飞行控制

针对飞机机动飞行时模型非线性、气动参数和力矩干扰不确定性的特点,提出一种基于非线性干扰观测 器的反推终端滑模控制方案. 该方案利用非线性干扰观测器逼近系统不确定性,取消了不确定性上界已知条件. 反 推设计过程中结合动态面控制设计虚拟控制律,能避免计算复杂性问题,通过引入快速终端滑模控制策略,提高了 系统收敛速度和稳态跟踪精度. 采用Lyapunov 稳定性理论证明了闭环系统所有信号一致终结有界. 对某战斗机进 行6 自由度机动飞行仿真,验证了该控制方案的有效性.     

基于Riccati方程的二级倒立摆控制

给一组二级倒立摆实验系统设计控制规律.真对控制目的,对该系统进行了数学建模,求出了线性化的系统状态空间,根据平衡控制特点,选定目标函数.基于Riccati方程算法,对不同控制权进行试验.通过MAT-LAB,最终求出一组合适的控制律,并给出了仿真结果.在此控制律下,改变状态空间的参数,仿真曲线几乎不变,证明系统有鲁棒性.     

凹球面换能器加热治疗中温度控制方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)治疗肿瘤是目前临床治疗的一种有效方法,治疗过程中组织内的温度控制十分重要.本文针对HIFU治疗过程中用时过长、超调、振荡等特性及控制延时的问题,提出了一种模糊控制方法以优化系统的控制性能.该方法采用Mamdani推理型模糊控制器代替传统的控制器,依据模糊控制规则控制凹球面换能器的输出声功率,实现对治疗区温度的精确控制.Matlab仿真结果表明,模糊控制的引入有效地缩短了治疗时间,避免了超调和振荡现象,且在声源参数不同的条件下均能获得理想的控制效果.该方法相对PID控制具有明显的优势,对提高HIFU疗效有重要意义.     

一维囚禁电子相干态的绝热演化

研究了单个囚禁电子与外场绝热相互作用的量子系统.利用解析方法,得到了含时薛定谔方程的精确解,它描述了该量子系统一系列精确的压缩相干态.利用精确的量子态,计算了单电子的坐标、动量和能量期待值,展示了绝热因子对它们的影响,并讨论了如何通过对绝热参数的调制来实现对绝热量子态的控制.     

WCDMA中自适应最大多普勒频移估计方法的研究

提出了WCDMA系统中一种利用信道估计相位变化的统计信息来估计最大多普勒频移的自适应方法,并在分析相对误差的基础上给出了校正公式.仿真结果表明该方法简便易行,精度高,并且不受功率控制等因素的影响,在3G标准支持的宽广的多普勒频率范围内都能获得良好的估计效果.     

基于RBF神经网络在线辨识的永磁同步电机单神经元PID矢量控制

提出一种基于RBF神经网络在线辨识的永磁同步电机单神经元PID矢量控制新方法,该方法针对传统的PI调节器固定参数所造成的不足,利用具有自适应能力的单神经元PID调节器和RBF神经网络相结合,实现了参数在线辨识,转速在线控制.仿真结果表明该方法控制精度高,动态特性好,适合于永磁同步电机的速度控制.     

基于DSP的磁悬浮轴承控制器的设计

对以DSP为核心的磁悬浮轴承控制器、控制硬件的构成及其外围电路的设计,采用Fuzzy蛳PID控制方法,并用C语言编制了相应的数控软件.通过实验证明该系统具有良好的控制效果.     

单级倒立摆控制系统的Riccati寻优设计法及MATLAB仿真

本文构造了一个单级倒立摆系统,欲对其实施垂直于地面的平衡控制.首先对该系统进行了数学建模和线性化处理,然后根据系统约束条件,采用Riccati寻优法,利用MATLAB计算出全状态反馈控制律,根据这个控制律,给系统设计了一个降维观测器,最后使用SIMULIK对整个控制系统进行了仿真.仿真结果表明,该控制系统鲁棒性很强.     

矩阵变换器与直接转矩控制融合仿真研究

提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的优点和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

结构地震响应线性二次型最优迭代学习控制

针对地震作用下工程结构的地震响应,将线性二次型最优控制与迭代学习控制相结合,提出了线性二次型最优迭代学习混合控制方法. 该方法根据迭代学习控制过程中二次型性能指标函数极小化导出施加于工程结构的最优控制力,并依此研究该方法减小工程结构地震位移响应的有效性. 选取典型建筑结构振动控制Benchmark第2 阶段的地震作用Benchmark模型为研究对象,数值仿真结果表明,二次型最优迭代学习混合控制方法能对Benchmark模型的地震位移响应进行有效控制,使控制效果得到一定的改善.     

结合非线性动态面和前馈补偿的挖泥船动力定位控制

针对挖泥船受挖泥强干扰作用的特点,提出采用前馈补偿与非线性动态面相结合的控制方法,解决挖泥船动力定位的控制问题. 挖泥干扰的前馈补偿与动态面控制算法相结合的控制方法能保证挖泥船动力定位系统的渐近稳定. 在反步控制的设计中加入一阶低通滤波器形成的动态面控制,避免了对非线性模型的多次微分,简化了控制器的设计. 仿真结果表明,该方法对挖泥船动力定位有较好的控制效果.     

基于力矩变换的PAA型欠驱动机器人鲁棒镇定控制

针对在第2 关节和第3 关节仅有两个驱动器的PAA（passive-active-active）型欠驱动三连杆机器人,提出一种基于力矩变换的鲁棒镇定控制方法. 首先对第3 关节的控制输入引入一种与第2 关节控制输入和机器人状态相关的力矩变换,以消除第3 关节控制输入对系统的影响,将机器人动力学方程化为更简单的形式,然后基于能量进行摇起控制设计. 在平衡区,将机器人第1 连杆和第2 连杆的角速度看成一种不确定性,得到机器人在不稳定平衡点附近的不确定模型;然后基于线性矩阵不等式推导鲁棒镇定状态反馈控制律,达到较大范围的平衡控制. 仿真结果表明,该控制方法具有稳定时间短和控制力矩小等优点.