模糊控制和参数自整定PID设计

倒立摆作为控制领域的一个比较典型的基本实验,始终在控制领域起着举足轻重的作用。倒立摆作为一种典型的多变量,非线性,自然高度不稳定性系统,本身包含着控制系统所必须解决的一些重要因素,如镇定问题,非线性问题,鲁棒性问题,随动问题和跟踪问题等等,因此研究倒立摆的意义深远。模糊控制是最近才发展和成熟起来的一种控制方法,模糊控制以专家经验知识库为基础,模拟人的思维,对被控对象进行智能化控制,将模糊控制应用到倒立摆控制中往往比传统的PID控制要优越。本文以一阶倒立摆为被控对象,详细研究了模糊控制对高度非线性不稳系统的控制方法。     

倒立摆系统的鲁棒H_∞控制及仿真

倒立摆系统是一个复杂的、非线性的、不确定的高阶自然不稳定系统,是学习控制理论课程和进行各种控制实验的典型实验平台,是研究各种控制理论的理想受控对象,具有重要的理论研究价值.针对倒立摆参数不确定性的问题,应用线性矩阵不等式方法设计H∞状态反馈控制器对倒立摆平衡系统进行控制.对系统进行仿真的结果表明,在系统参数不确定的情况下,H∞控制方法比模糊控制方法更加有效.     

简支圆板在爆炸冲击荷载作用下的动力响应

采用双剪应力强度理论,考虑材料的拉压强度比,求解了简支圆板在爆炸冲击荷载波荷载作用下的动力响应问题。根据运动方程和用弯矩表达的广义屈服条件得到弯矩控制方程,根据几何方程和流动法则得到速度控制方程,由此得到简支圆板的速度场和内力场,并对速度进行积分得到圆板的挠度响应。根据板终止运动时其速度为零,得到终止运动时间和板的残余挠度。采用本文的解,取板的运动角加速度为零得到该问题的静力解。讨论采用不同的拉压强度比对简支圆板塑性动力响应的影响。研究结果表明,材料的拉压强度比对简支圆板的塑性动力解的影响很大,而且大于对静态问题解的影响。     

基于自适应神经网络倒立摆模糊控制器的设计

倒立摆系统本身的不稳定性为系统的平衡提出了难题,也因此成为自动控制实验中验证控制算法优劣的极好的实验装置。本文使用一种基于最优控制和自适应神经网络模糊控制器的设计方法,将各个线性LQR控制器进行综合,使之成为一个非线性的控制器。仿真结果证明,模糊神经网络控制器要优于单个的LQR控制器。     

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。     

PET涂覆膜复合工艺张力控制系统

介绍了PET涂覆膜复合卷取工艺及控制系统组成,针对多段式张力控制,以独立调节和分段控制的策略对各段张力执行电机实行转矩与张力协调控制。建立放料—牵引—收卷各分段张力的数学模型,选用S7-300 PLC作为核心控制器,电流型矢量变频器和低惯量变频电机组,位置(压力)传感器构成高精度的位置闭环控制系统;利用涂布辊与复合辊驱动电机之间的转差,实现无张力传感器的间接张力控制。系统适用于厚10~100μm、宽度2 000 mm的PET薄膜复合工艺,最高涂布复合线速度为120 m/min。实际运行证明:新系统运行稳定,张力与速度控制精度高,动态特性完全满足生产工艺要求。     

悬臂梁质量摆杆结构一阶模态减振控制分析

为了分析悬挂小球和摆杆对悬臂梁一阶模态振动的减振效果,采用Hamilton原理建立了悬臂梁质量摆杆减振结构的动力学模型.小球通过摆杆与支架连接,支架放置在悬臂梁顶端,以小球和摆杆的质量为分析参数,进行了一阶模态的减振控制分析.理论分析表明,当悬臂梁作一阶模态振动时,质量摆杆结构起到了很好的减振效果,并且小球起主要的减振作用.     

大口径舰炮供弹系统变幅同步摆机构分析

为解决中腹供弹系统中摆弹的同步技术问题,运用机构综合原理,对现有俄式76 mm舰炮的摆弹机构进行理论分析,建立简化的计算模型,通过自由度计算、初始位置和自适应性研究,建立了实现同步的凸轮曲线方程,掌握了中腹同步变幅摆弹技术的设计方法,为中腹摆弹的同步技术实现奠定了理论基础。     

基于线性二次型最优控制器的平行双倒立摆系统稳定控制

倒立摆控制系统是一个典型的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合控制系统。本文在建立平行双倒立摆控制系统数学模型的基础上,设计了线性二次型最优调节器(LQR)以实现对平行双倒立摆系统的最优控制,并通过MATLAB仿真实验验证了该方法的有效性。