跷跷板系统干扰补偿的分层滑模控制策略研究

为提高跷跷板系统在外部干扰下的平衡控制性能,提出一种基于指数收敛干扰观测器与切换增益模糊自适应分层滑模控制相结合的复合控制策略。首先,设计一种指数收敛干扰观测器,对系统受到的外部扰动等不确定因素进行估计补偿,以改善控制器鲁棒性。该观测器不需要状态变量二阶导的信息,可以应对实际工程中难以通过求导的方式获取加速度信号的问题。然后,针对跷跷板这类强耦合欠驱动系统提出一种分层滑模控制算法,并进一步针对滑模控制算法在未知大干扰下切换增益过大的问题,通过模糊规则的设计将切换增益模糊化,以降低系统抖振。最后,仿真和试验结果表明,相较于传统的滑模控制算法,该分层滑模控制算法抗干扰能力更强、切换增益更低。该策略可应用于类跷跷板平衡控制的实际系统。

基于双层CESO的电液伺服系统线性自抗扰控制

针对含高频噪声的阀控非对称缸不确定扰动抑制问题,采用扰动频率分层技术,利用线性扩张状态观测器低通滤波特性以及扰动估计速度和精度与带宽取值正相关性的特点,提出一种基于双层级联扩张状态观测器的阀控非对称缸电液伺服系统线性自抗扰方法。在分析双层级联线性扩张状态观测器稳定性基础上,与传统线性自抗扰控制方法进行了仿真对比研究。仿真结果表明:该控制方法继承了传统自抗扰控制优点,提高了不确定扰动估计速度和精度,有效抑制了含高频测量噪声不确定扰动带来的不利影响,可实现阀控非对称缸电液伺服系统的高性能控制。

基于T-S模糊模型的桥吊系统积分状态反馈控制

小车定位精度和负载摆角大小是桥式起重机控制系统的两个重要性能指标。采用状态反馈控制时小车位移会存在稳态误差,为了消除稳态误差,提高系统的定位精度,给出基于T-S模糊模型的积分状态反馈控制方法。在桥式起重机非线性动力学模型基础上,建立增维T-S模糊模型,基于所建模型设计并行结构的积分状态反馈控制器,通过线性矩阵不等式计算反馈增益矩阵,并对闭环系统的稳定性进行分析。实验结果表明积分状态反馈控制不仅可以提高系统的定位精度,减少定位时间,而且有较好的抗干扰能力。

“运动控制系统”教学方法探索

“运动控制系统”是自动化专业的核心课程,其理论性和应用性较强,内容涉及知识点较多,学生学习起来难度较大。为了激发学生学习这门课程的兴趣,培养学生发现问题和解决问题的能力,加深学生对课程内容的理解,进行了相应的教学方法研究,将“系统”概念和“比较”思想融入课堂教学中,并使用线上辅助教学方式。两年的教学实践证明,采用给出的教学方法能够提高学生的学习热情,更好地掌握该课程的内容。

基于滑模自抗扰控制的变绳长塔机防摆控制

塔式起重机在实际应用中,由于绳长的变化会加剧负载(货物)的摆动,使得货物很难被快速、准确地运输到指定的位置。因此,为了对塔式起重机负载进行精确定位及防摆控制,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的变绳长塔机防摆控制方法。首先,根据拉格朗日方程得出了系统的动力学方程,并依据动力学方程将系统分为了变幅、回转、提升3个子系统,并对每个子系统分别设计了线性扩张状态观测器(LESO),观测和补偿了对应回路中因参数变化、系统耦合及外界因素引起的未知总干扰;然后,结合滑模控制(SMC),设计了带有干扰补偿的非线性误差反馈控制律;最后,在MATLAB/Simulink中,在快速性、鲁棒性方面,对比分析了滑模控制方法与滑模自抗扰控制方法的控制性能。研究结果表明:相比于滑模控制方法,滑模自抗扰控制方法对塔机防摆控制时间缩短了25.5%,并且该方法不仅可以提高塔机的快速响应性能,而且具有较强的鲁棒性和自适应性,可以对塔式起重机负载进行精确定位及有效的防摆控制。

二自由度PID调节器的内模整定方法

本文针对典型的工业过程控制对象 ,提出了一种二自由度 PID调节器的设计方法 ,所设计的调节器仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关 ,可以使系统同时具有良好的目标值跟随特性和干扰抑制特性 ,仿真研究结果表明了它的有效性。

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。

一类非自衡对象的二自由度PID控制

针对一类典型的非自衡过程控制对象 ,根据内模控制理论提出一种二自由度 PID调节器的设计方法。所设计的调节器仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关 ,可使系统同时具有良好的目标值跟随特性和干扰抑制特性。仿真结果表明了它的有效性。

磁悬浮球系统的分数阶滑模控制

针对磁悬浮球系统存在着严重非线性和不确定性问题,提出了一种分数阶滑模控制方案。为了消弱传统滑模控制中的抖振现象,将传统滑模控制器中整数阶滑模面函数采用分数阶PDμ结构设计,结合等速趋近律给出分数阶滑模控制器的设计方法,利用Lyapunov稳定性理论证明了该控制方法的稳定性,并采用Tustin算法和连分式展开法,实现了分数阶滑模控制器的离散化。仿真和实验结果表明:分数阶滑模控制不但使磁悬浮球系统具有较好的跟踪性能,而且对外部扰动具有较强的鲁棒性。

直流电动机调速系统的内模控制

本文根据内模控制原理，针对双闭环直流电动机调速系统设计了一种肉模控制器，取代常规的PI调节器，成功地解决了转速超调问题。理论分析和仿真结果表明，内模控制器能使系统获得优良的动态和静态性能，而且设计方法简单，控制器容易实现。

时滞系统的二自由度控制

针对时滞系统 ,提出了一种二自由度控制方法 .这种方法将 Smith预估控制和内模控制有机结合 ,把系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性分离 ,可以使系统同时获得良好的目标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性 .理论分析和仿真结果表明这种方法的有效性 .

模型参考自适应内模控制及其仿真研究

本文提出了一种模型参考自适应内模控制方法。采用内模控制器作调节器，模糊逻辑作自适应机构，综合了模糊控制，内模控制和自适应控制的优点。仿真研究结果表明，这一方法是可行的。

时滞系统的鲁棒二自由度Smith预估控制

针对时滞过程控制对象 ,提出了一种鲁棒二自由度Smith预估控制方法。在常规Smith预估控制系统中 ,引入基于内模控制原理的鲁棒控制器 ,构成一种二自由度控制结构 ,能有效地抑制被控过程参数变化和干扰对系统的影响 ,使系统同时获得良好的控制性能和鲁棒性 ,克服了常规Smith预估控制的不足 ,而且控制算法简单 ,便于实际系统应用。

交流伺服系统的全局鲁棒滑模控制及其仿真研究

本文针对交流伺服系统，提出了一种新的全局鲁棒滑模控制方法。它可以使系统的整个响应都具有滑模控制的特点，从而实现全局鲁棒控制。控制算法简单，便于实际系统实现。

串级不稳定时滞过程的内模控制器设计

针对串级不稳定时滞过程研究了内模控制器的设计方法。该方法副回路采用传统内模控制,能及时快速消除内环干扰对系统整体控制性能的影响;主回路采用一种二自由度内模控制结构,将设定值跟随特性与干扰抑制特性解耦,控制器的参数整定不需要在两种特性之间折中选择,克服了传统内模控制的不足。理论分析和仿真结果表明,该方法不仅能有效减少控制器的个数,而且可使系统同时获得良好的设定值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性。

鲁棒 PID 复合控制

＠张井岗＠徐玉斌＠曾建潮￥太原重型机械学院自动化系１引言在工业过程控制领域，许多被控过程的机理比较复杂，具有高度非线性、慢时变、纯滞后等特点。在噪声、负载扰动和其它一些条件变化的影响下，过程模型参数甚至模型结构均会发生变化，实际过程系统存在一定的不确定性。...

双闭环直流调速系统的一种新型速度调节器

本文根据内模控制原理,针对双闭环直流高速系统设计了一种新型速度调节器。该调节器具有PID结构,但只有一个可调参数,而且这一被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真结果表明,该调节器能使系统获得优良的动态和静态性能,而且设计方法简单,参数调整方便。

CCD在换向器云母检测系统中的应用

本文提出了一种采用线阵CCD检测直流电机换向器云母的方法,介绍了检测系统的原理、参数确定和信号处理方法。

一种二自由度内模控制方法

针对典型的工业过程控制对象 ,提出了一种二自由度内模控制方法 ,此方法可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性 ,改进了常规内模控制的不足 ,而且控制算法简单、参数调整方便 。

鲁棒二自由度PID控制

针对工业过程控制对象,将内模控制与二自由度PID控制有机结合,提出一种鲁棒二自由度PID控制方法,可以有效抑制参数变化对系统的影响,使系统同时获得良好的目标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性。理论分析和仿真结果表明了这一方法的有效性。