基于状态空间方程的多变量PID-MAC在锅炉燃烧控制系统中的应用

为了克服锅炉燃烧系统多变量、强耦合、强干扰、大滞后的特性,提出了基于状态空间方程的模型预测算法控制(MAC)与PID控制相结合的新型多变量PID-MAC算法,并采用李雅普诺夫第二方法证明该算法导出的控制律可使控制系统闭环、稳定。以燃气锅炉燃烧系统为对象,通过仿真试验证明了该算法不仅具有PID控制稳态误差小、上升时间短以及超调小的优点,而且在一定程度上克服了PID控制调节时间长和模型算法控制稳态误差较大的不足。

基于状态空间方程的大连港集装箱吞吐量影响因素分析

1研究背景及文献回顾 随着世界经济与贸易的不断发展，港口成为支持国家和地区经济发展的重要基础设施，是连接生产与消费、国内与国外的交通纽带，也是国家吸引外资、发展外向型经济的主要条件和投资环境。

基于符号变量运算的状态空间方程离散化

针对MATLAB控制系统工具箱中模型转换命令 ,不能对带符号变量连续状态空间方程进行离散化 ,提出借助符号数学工具箱中有关符号对象函数构成M文件 ,自动完成此过程 .该方法与常规方法所得结果比较 ,两者完全一致 。

基于符号对象函数的离散状态空间方程求解

针对 Z变换法求解离散状态空间方程 ,涉及符号变量和繁杂的数字运算 ,不能使用一般的数值计算法求解 ,提出借助 MATLAB符号数学工具箱中有关符号对象函数构成 M文件 ,自动完成求解过程。其结果与理论值比较 ,两者完全一致 ,证明此方法的正确性与实用性。

由可变参数模型的状态空间方程分析城乡居民的消费需求

对我国城乡居民消费需求的研究有助于制定各项经济政策,刺激居民消费,拉动经济增长.一般对边际消费倾向的数量分析,仅局限在静态层次,不能满足对系数随时间变化的趋势关系的深层要求.引入了状态空间方程的可变参数模型,对我国城镇和农村居民边际消费倾向进行分析,通过1990年至2004年的有关数据得出每年的城镇及农村的边际消费倾向,以动态的机制解读了15年来我国的消费状况,并提出相应的政策建议.

基于FPGA状态空间方程解算器的HIRFL-CSR电源控制器设计

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)磁铁电源控制系统迫切需要提高性能,为实现基于现代控制理论的复杂控制算法,设计了ARM+FPGA结构的数字电源控制器。在FPGA中,设计了全新的硬件状态空间方程解算器,对电源进行实时、高速的状态反馈控制。结果证明,控制器可很好地实现最优观测状态反馈闭环控制,且其动态响应速度、稳态精度、抗干扰性及鲁棒性均有很大的提高。

汽轮机调节系统状态空间方程动态分析

介绍了状态空间分析法与经典控制理论的区别。在汽轮机调节系统各主要元件微分方程组的基础上 ,用状态空间方程对汽轮机调节系统的动态特性进行了分析 。

基于状态空间方程的变压器绕组频率响应建模研究

频率响应法是诊断变压器绕组变形有效手段之一,为进一步提高频率响应模型精度,文章基于实体变压器,开展了基于状态空间方程的频率响应模型研究,模型考虑了绕组间线饼的所有电容,结果表明模型具有更高的精度,对现场测试分析具有一定的参考价值。

基于状态空间方程的DC-DC转换器建模

本文介绍了一种利用状态空间方程的DC-DC转换器建模方法。包括降压、升压和升-降压转换器,并在MATLAB/Simulink中实现。导言:在本文中,首先对电路的DC-DC转换器进行数学建模,其次开关管的通断来构造他的状态空间方程,最后在MATLAB/Simulink环境下搭建模型并进行实例仿真,仿真结果表明仿真结果显示,采用状态空间模型的输出特性与电路模型相当,且仿真计算时间大大提高。采用状态空间模型将DC-DC转换器嵌入到单个模块中,控制模块参数就可以实现降压、升压或升-降压等功能,应用前景广泛。

基于状态空间方程的油纸绝缘系统等效电路参数辨识

合理地辨识油纸绝缘系统等效电路的参数是绝缘老化特性分析的基础.根据回复电压测试原理,提出建立回复电压时域响应的状态空间模型,并利用控制理论中状态空间方程的求解方法结合自适应粒子群算法搜索出最优解,从而得到等效电路的未知参数值.利用国外学者所提供的一组300 MV·A油纸绝缘变压器不同充电时间下的回复电压响应曲线进行辨识,并将辨识结果所对应的回复电压曲线与测量曲线对比,二者重合度高,验证了计算模型及辨识方法的有效性.同时,分析了模型支路数不同时对辨识结果的影响,初步得出该台变压器选择6条支路辨识拟合效果最佳的结论.为油纸绝缘系统等值电路参数的辨识提供了一种新思路.

基于误差状态方程的采煤机滚筒最优控制调高技术的研究

针对采煤机传统PID调高技术控制滞后和跟踪性能较差的问题,文中提出一种基于误差状态方程的最优控制调高技术,以改善采煤机滚筒调高的响应速度和跟踪性能。首先建立采煤机调高控制系统的数学模型;其次为便于处理,将数学模型转化为状态空间方程,利用最优控制方法对状态空间方程进行处理,得到采煤机滚筒调高的最优控制器;再根据当前和过去的已知信息对系统进行反馈补偿,改善系统的动态性能。为验证最优控制调高技术的有效性,在Simulink中搭建最优控制仿真模型和传统PID仿真模型,进行阶跃响应和路径跟踪实验。结果表明,与传统PID控制相比,所提方法响应速度更快,路径跟踪性能较好,可为提高自动化采煤技术中采煤机滚筒调高控制智能化水平提供理论支持。

扁簧式起落架柔性变形的实时状态空间描述

根据无人机地面动力学分析对扁簧式起落架动力学模型的要求,提出了该起落架柔性变形的建模方法。首先,基于模态分析相关理论,通过调整刚度矩阵等效边界约束条件,获得扁簧式起落架的约束模态数据,并采用模态缩减简化模型;然后,采用模态坐标变换解耦振动微分方程,建立状态空间模型描述扁簧式起落架的动力学特性;最后,设计了静力学、动力学仿真测试以及扁簧落震实验对所建扁簧状态空间柔性模型进行验证。结果表明:静力条件下,状态空间模型与有限元软件静力分析结果仅有0.07%的误差,验证了柔性模型计算的准确性;另外,包含柔性状态空间模型的落震仿真模型的仿真步长为1ms,与落震实验结果的误差小于5%,满足飞行仿真的要求。实验显示,提出的柔性建模方法可为多体动力学刚柔混合模型中柔性模型的建立提供参考。

3种气动弹性状态空间建模方法的对比

研究气动弹性状态空间建模的3种常用方法:最小二乘(LS)法、最小状态(MS)法和拟合状态空间(MA)法。用2个算例从颤振和频响特性角度分析和总结了它们的建模特点。在气动力有理函数拟合建模方法(LS法、MS法)研究中,着重分析滞后根的影响;在MA法的研究中,讨论了建模的特点。最后,系统对比了3种建模方法的建模效果及使用原则,为这些方法的工程应用提供参考。仿真计算结果表明,MS法建立的模型阶数低、精度适中且使用方便,是比较好的方法,而MA法建立的模型频响特性与参考结果最为接近。

大型渠系联合运行状态空间模型不确定性的描述与度量

多渠段联合的自动化运行是现代节水农业的重要发展趋势之一,也是现阶段南水北调中线运行控制的关键技术问题,其控制器的设计求解依赖于线性化的系统数学模型,而多渠段系统本身是高度非线性耦合系统。针对所建立的多渠段多输入多输出(MIMO)模型,对其不确定性的来源做分类分析,作为系统鲁棒控制器设计的基础。将线性化的模型作为标称模型,不确定性采用模型之间差异矩阵的最大奇异值表示。以一个六渠段串联的算例进行求解,得出其模型不确定性的定量描述。

逻辑系统的代数状态空间方法的基础、现状及其应用

逻辑系统指自变量只取有限个值的动态系统.包括2值的经典逻辑(或布尔逻辑)、k值逻辑、(一般)有限值逻辑.近年来,利用矩阵半张量积发展起来的逻辑动态系统的代数状态空间方法得到长足的进展和普遍的重视.同时,它被广泛应用于许多工程问题或理论研究中.它类似于Rn上由微分或差分方程描述的动态系统的Kalman状态空间方法,为逻辑系统的分析与控制设计提供了一个便捷的平台.本文首先对该方法作一简要介绍,然后,对该新兴学科分支的现状作一评述.最后,详细介绍该方法目前的应用以及其更广泛的应用前景.

基于遗传算法的非线性系统状态空间辨识

本文提出了一种基于遗传算法用状态空间方程描述非线性系统的辨识方法 ,研究表明遗传算法能克服此类系统不能采用传统最小二乘法辨识的困难 ,并能有效地辨识出状态空间维数及非线性度都不高的系统 ,同时指出基于遗传算法的非线性状态空间辨识方法在状态维数确定。

基于状态空间模型的电站厂房结构系统辨识

针对机组及其支撑结构的振动问题,为研究厂房结构振动的主振源及传递路径,以李家峡水电站为例,结合厂房原型振动测试试验,基于系统辨识理论,将顶盖水压脉动和垂直振动、推力轴承垂直振动、尾水管水压脉动为动力系统输入信号,将下机架基础测点垂直振动为输出信号,构建了多输入单输出系统状态空间辨识模型。研究结果表明:该方法较好地反映了结构系统的动态特性。

多渠段联合运行状态空间模型不确定性的描述与度量

多渠段联合的自动化运行是南水北调中线运行控制的关键技术问题,其控制器的设计求解依据于线性化的系统数学模型,而多渠段系统本身是高度非线性耦合系统。针对所建立的多渠段多输入多输出(MIMO)模型,分析数学模型在线性化过程中引入的不确定性,作为系统鲁棒控制器设计的基础。将线性化的模型作为标称模型,不确定性采用模型之间差异矩阵的最大奇异值表示。最后针对一个六渠段串联的算例进行求解,得出其模型不确定性的定量描述。

短肢剪力墙状态空间时程分析

根据结构动力方程建立了短肢剪力墙状态空间方程,推导了动力时程计算方法,采用了精度较高2N类算法。根据本文的理论编制了分析程序进行了算例分析,得出了比较理想的结果,说明了本文方法的正确性和可行性。

无刷直流电机状态方程系数矩阵的动态更新

在无刷直流电机控制系统的仿真中如何快速动态地求解无刷直流电机的状态方程组是一个关键问题。在Matlab/Simulink环境中,利用C语言形式的系统函数来构建仿真模块,可灵活快速地实现复杂系统的仿真建模。把系数矩阵放在静态变量存储区,可直接修改状态方程组的系数矩阵,达到快速修改此系数矩阵的目的。另外,在每个仿真步长的输出阶段修改系数矩阵,达到了动态更新的目的。仿真结果表明,文中所提方法可快速实现无刷直流电机控制系统的仿真,并可方便地用于验证无刷直流电动机的控制算法和策略。