分数阶系统模糊自适应分数阶PI~λD~μ控制器

针对分数阶被控对象,采用分数阶微积分的数值解法,提出了模糊自适应分数阶PIλDμ控制器的数值实现方法与步骤.由于分数阶闭环控制系统的模糊化难以实现,将分数阶PIλDμ控制器与分数阶被控对象构成闭环分数阶控制系统,求其闭环系统在时域内的表达式,再用分数阶微积分的数值解法并结合模糊推理规则,推导出了模糊分数阶PIλDμ控制器的实现步骤,并对其控制系统的单位阶跃响应性能进行了仿真分析.结果表明:所设计的模糊自适应分数阶PIλDμ控制器比分数阶PIλDμ及传统的整数阶PID控制器表现出较好的控制性能.

分数阶参数不确定系统的PIλ控制器

利用求解分数阶参数不确定系统稳定域的方法,设计了使分数阶参数不确定系统具有鲁棒性的分数阶PIλ控制器.首先采用Kharitonov理论,将分数阶参数不确定系统分解成若干个参数确定的子系统,然后用D分解方法分别求出在PIλ控制器的控制下,使各个子系统都取得较大稳定域的参数λ值.再采用此λ值构建PIλ控制器并计算各个子系统的稳定域.各个子系统稳定域的交集即为参数不确定系统在PIλ控制器控制下的稳定域.同时证明了所构建的PIλ控制器能稳定整个参数不确定系统组.最后在稳定域内取控制器参数值,便构成了所设计的PIλ控制器.文中采用实例对此设计方法进行验证,并用所构建的PIλ控制器对参数不确定系统组的各个子系统进行阶跃响应分析,结果表明PIλ控制器对参数不确定系统具有较强的鲁棒性.

时滞系统分数阶PI^λD^μ鲁棒控制

利用控制系统在满足相位裕度和幅值裕度的鲁棒性条件下,设计了对时间常数变化具有鲁棒性分数阶PIλDμ控制器;利用相位裕度条件和截至频率在指定点处的波特图局部平坦的鲁棒性条件,设计了对增益常数变化具有鲁棒性的分数阶PIλDμ控制器;利用非线性优化函数对分数阶PIλDμ控制器的5个可调参数进行寻优;最后采用两个时滞系统算例分别进行设计方法验证和鲁棒性能仿真分析。结果表明,分数阶PIλDμ控制器比传统的整数阶PID控制器具有较强的鲁棒性和系统稳定性能。

开关磁阻电机控制策略综述

开关磁阻电机结构简单、调速便利,但其双凸极结构及电磁非线性特性严重制约它在工业领域的应用。通过适当的改进控制策略,可有效地抑制脉动,提高开关磁阻电机的调速性能。对近年来国内外开关磁阻电机控制策略进行了总结,分类阐述了各种控制策略的优缺点,分析了其应用范围。对促进开关磁阻电机调速系统的应用研究具有一定的参考价值。

参数不确定时滞系统分数阶PI~λD~μ控制器稳定域算法

对分数阶PIλDμ控制器提出了求解参数不确定时滞系统稳定域的方法。通过Kharitonov理论将参数不确定时滞系统分解为若干参数确定的子系统,根据D分解方法分别求出使各个子系统获得最大稳定域时的PIλD和PIDμ控制器的参数λ和μ,获得了PIλDμ控制器的参数。以这个PIλDμ控制器去计算各个子系统的稳定域,各子系统稳定域的交集即为参数不确定时滞系统的稳定域。采用参数不确定时滞系统对此算法进行了验证,表明本算法在计算分数阶PIλDμ控制器的稳定域上是可行有效的。

分数阶PIλDμ控制器参数λ和μ分析

针对分数阶PIλDμ控制器的积分阶次A和微分阶次μ在0〈λ，μ〈2的范围内变化时，对分数阶控制系统的影响进行了频率特性和阶跃响应分析，给出了阶次取值的合理范围。首先采用分数阶微积分方程的数值解法，对分数阶闭环控制系统进行数值计算，且其中的分数阶微积分算子用近似计算公式来代替。然后分别采用分数阶PIλ控制器和分数阶PDμ控制器当积分阶次A和微分阶次肛变化时，利用Bode图从频率特性和单位阶跃响应两方面分别对其性能进行分析，频率特性分析与实际阶跃响应的结果一致，表明分数阶PIλDμ矿控制器的积分阶次λ和微分阶次μ均有一较佳的取值范围。

12/8极开关磁阻电机双闭环控制系统设计

以三相12/8极开关磁阻电机(SRM)为对象,采用TMS320LF2407A作为主控芯片,选用不对称半桥式功率变换器并设计了驱动电路、位置检测电路及相电流检测电路等。建立了软件控制状态流程图和双闭环速度控制策略,其中速度环采用分数阶PI控制算法。该控制系统能够实现平稳启动、连续变速及反转等功能,且具有系统快速稳定、结构简单可靠和鲁棒性强等特点。通过实验验证了控制系统的鲁棒性和控制策略的可行性。

用CAN总线技术来获得车辆ABS过程的控制参数

将ABS的控制参数通过CAN总线实时地传输到上位PC机,再由上位PC机对获得的ABS制动过程参数进行曲线绘制并进行分析,再做出调整方案,以达到对ABS控制过程的优化。本方法实际操作性强,工作稳定可靠,有效地降低了实验成本。

区间参数分数阶时滞系统鲁棒稳定域

对区间参数分数阶时滞系统,提出了对分数阶PI D??控制器求其鲁棒稳定域的方法。利用边界理论将区间参数分数阶时滞系统分解为若干顶点子系统,求出各顶点子系统特征多项式和与之相对应凸多面体棱边的集合。应用D分解方法分别求出使各子系统获得最大稳定域时的PI D?和PID?控制器的参数?和?,从而获得了分数阶PI D??控制器的参数。由该分数阶PI D??控制器计算各个子系统的稳定域,各子系统稳定域的交集即为原区间参数时滞系统的稳定域;并证明了该域为区间参数分数阶时滞系统的鲁棒稳定域。通过实例的验证表明,该算法是可行有效的。

12/8极开关磁阻电机控制电路及软件设计

通过对三相12/8极开关磁阻控制系统的研究,以TMS320LF2407A为控芯片设计了36 k W开关磁阻电机的功率变换电路、过流保护电路及故障检测电路等;同时根据开关磁阻电机控制效果的要求,设计了双闭环控制调速结构,其中速度环采用分数阶PI调节器,并主要阐述了相电流斩波控制程序和电流调节器控制程序的设计。该系统针对硬件和软件方面的综合考虑,提高了开关磁阻电机调速系统的稳定性和可靠性。

混凝土泵液压系统仿真与分析

以混凝土泵液压系统作为研究对象,分析了混凝土泵液压系统的动态特性,用功率键合图法,建立主泵送液压系统的键合图模型,从而利用键合图模型建立起液压系统的动态数学方程组。再利用Matlab/Simulink仿真工具包建立起主泵送系统的仿真模型,并进行仿真得出仿真结果。为混凝土泵液压系统设计、参数分析提供参考依据。

基于SAEJ1939的混合动力客车ABS控制系统

研究了混合动力客车的制动过程和能量回收原理,提出在刹车防抱死系统(ABS)参与制动时,混合动力客车制动控制策略和能量回收的实现。依据SAE J1939通讯协议的具体内容,制定了ABS控制系统通讯的数据报文格式,实现了ABS控制器与整车控制器(HECU)之间的数据交流与共享。

四轮毂驱动电动汽车电机故障检测及容错控制策略

针对四轮毂驱动电动汽车行驶过程中电机故障的危险工况,提出了一种基于模糊控制律的电机故障检测方法;为了保证车辆运行稳定性,设计了具有双层控制策略的四轮毂驱动电动汽车驱动容错控制系统,上层控制器中将汽车横摆角速度和质心侧偏角的实际值与理想值的差值作为滑模面,滑模控制的输出值为维持车辆稳定运行的附加横摆力矩;下层控制器采用了2种转矩分配策略,一是加入模糊控制器输出电机运行因子的二次规划转矩分配策略,二是以车辆期望转矩值与四倍低附着侧车轮最大转矩值为依据,执行基于模糊控制律的转矩分配策略。仿真和实验结果表明:本文所设计的驱动容错控制策略能够在某一个或两个电机突发故障时,仍能保持汽车按照预定的方向稳定行驶。

基于阈值自适应调整的图像特征均匀分布ORB算法改进

基于相机的无人驾驶汽车视觉同步定位与地图构建(SLAM),可完成无人驾驶汽车的定位与建图。针对传统ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)算法在提取图像特征点时容易造成冗杂、分布集中的问题,提出一种限制四叉树算法分裂深度的改进ORB(A-ORB)算法。该算法构造图像金字塔解决尺度不变性问题;根据所提取的特征点总数计算出每层金字塔所需要提取的特征点数;对每层金字塔图像采用自适应区域划分,根据图像信息计算特征点提取阈值;利用改进四叉树算法来均匀化分布特征点。进行了模拟实验。结果表明:相较于ORB、MA以及S-ORB算法,该算法运行效率提高了30%以上,匹配精度提高了10%以上。

一种用于无人车路径规划的改进双向快速扩展随机树算法研究

快速扩展随机树(RRT)算法在生成采样点时,采用随机扩展策略进行盲目搜索,导致路径生长过程中缺乏方向性且规划速度缓慢。针对此问题,提出了一种改进双向快速扩展随机树算法(Bi-RRT)。首先,在节点的生成方式上,同时生成两个采样点,通过舍弃距离目标点较远的采样点来提高采样效率,确保采样点的有效性,加快路径规划速度;然后,结合自适应采样目标偏向策略,使路径的规划更具有方向性,能够逃离局部极小值。同时在规划过程中,两棵随机树分别选择对方生成的最新节点作为目标,以降低众多繁杂节点的产生,使路径生成更具有目的性;接着利用Matlab软件,将改进Bi-RRT算法同基本RRT和Bi-RRT两种路径规划算法进行对比分析。仿真结果表明,研究算法能缩短规划时间、减少迭代次数,具有较好的可行性和有效性。最后进行了样车实验,验证了研究算法的可靠性。

基于粒子群算法的车道保持模型预测控制研究

针对模型预测控制(MPC)在解决车道线偏离过程中遇到的偏差过大,计算时间长的问题,提出基于粒子群算法的车道保持模型预测控制方法,其采用模型预测控制来有效的控制车辆,并利用粒子群算法对模型预测控制的控制时域NP和预测时域Ne进行优化,减小模型预测控制的迭代次数。首先,利用粒子群算法.(PSO)对模型预测控制进行优化,使目标函数达到最小值就停止迭代,减少计算量;然后利用CarSim和Simu-link对优化后的车道保持控制器进行联合仿真,测试控制效果。仿真结果表明,与文中所提的其他三种方法相比,本控制方法能够更准确地控制车辆在车道线上行驶,可将控制精度提高约16%。另外,基于粒子群算法优化模型预测控制将控制精度提高的同时,兼顾了汽车行驶的稳定性以及控制的平缓性。