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面向溺水救援机器人平稳跟踪的模糊比例微分控制视觉伺服方案
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作者 郭英 厉广伟 +2 位作者 刘宗尚 MOUNZEO Breit Hilley 李金屏 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期227-233,共7页
针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模... 针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模糊比例、微分控制规则表,根据2种规则表中的比例、微分系数分别控制机器人的偏移角、距离偏移量及其变化率,实现机器人的跟踪与避障的平稳性调整;机器人采用核相关滤波跟踪算法对溺水人员进行跟踪,在溺水人员位置变化时调整运动方向,依靠实时、稳定的声呐信息设置偏移角,实现避障功能;对所提出的方案在先锋P3DX型机器人上进行实验验证。结果表明:机器人能及时应对目标变化,没有跟错、跟丢现象;在不同工况时的横滚角均小于1°,避障率达到100%,能够快速、稳定、准确地到达目标位置,达到溺水救援机器人的前期应用要求。 展开更多
关键词 溺水救援机器人 平稳跟踪 模糊比例微分控制 视觉伺服
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含微分平坦控制的柔直输电系统稳定性分析
2
作者 冯铮 李慧 +2 位作者 范新桥 刘思嘉 祁鲲 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期42-52,共11页
交流系统不对称运行时换流站控制参数不合理的取值会影响柔性直流输电系统稳定运行。为此,首先提出不对称工况下含微分平坦控制的换流站小信号模型,同时结合模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内部特性、环流抑制器... 交流系统不对称运行时换流站控制参数不合理的取值会影响柔性直流输电系统稳定运行。为此,首先提出不对称工况下含微分平坦控制的换流站小信号模型,同时结合模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内部特性、环流抑制器以及直流线路等各子部分的动态模型,建立两端柔性直流输电系统全局小信号模型;然后在此基础上,依据微分平坦控制器内、外环控制参数根轨迹的变化情况,分析其对系统稳定性的影响,确定其合理取值范围;最后在PSCAD/EMTDC中搭建含微分平坦控制的两端柔性直流输电测试系统,验证所提小信号模型以及结论的正确性,为实际工程中控制器参数整定提供理论依据。 展开更多
关键词 不对称工况 柔性直流输电 微分平坦控制 稳定性建模 参数分析
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变步长微分控制的超声波换能器共振频率追踪
3
作者 王然 张延浩 马树军 《中国新技术新产品》 2024年第3期5-8,共4页
超声波洁牙器在医疗领域,特别是口腔医学中成效卓越。然而,频率的突变和漂移对超声振动系统的稳定性和可靠性构成了挑战。本文针对医用口腔超声波洁牙器的工作特性,设计了一种新的谐振频率检测机制,并引入了一种基于最大电流法的变步长... 超声波洁牙器在医疗领域,特别是口腔医学中成效卓越。然而,频率的突变和漂移对超声振动系统的稳定性和可靠性构成了挑战。本文针对医用口腔超声波洁牙器的工作特性,设计了一种新的谐振频率检测机制,并引入了一种基于最大电流法的变步长微分控制方法。结合相位锁定技术,笔者提出了一种复合控制方法,旨在提高超声波洁牙器的清洁效率和可靠性。模拟试验的结果验证了该方法的有效性和稳定性,表明新的频率追踪方法能在不同工作条件下精确追踪超声波换能器的频率,并具有较高的抗干扰能力。本研究为超声波设备的频率控制提供了新的思路,有望为超声波技术在口腔医疗中的应用提供更可靠和高效的支持。 展开更多
关键词 超声波换能器 频率追踪 最大电流法 变步长算法 微分控制
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基于微分控制器的分数阶Lorenz-Stenflo系统混沌控制
4
作者 崔晋伟 赵小山 《天津职业技术师范大学学报》 2024年第2期38-43,共6页
针对含有不确定项和随机噪声的分数阶Lorenz-Stenflo混沌系统控制问题,提出了一种结合神经网络和鲁棒微分控制器技术的滑模控制方法。为了应对系统中的不确定性和随机噪声,采用神经网络对不确定项进行逼近处理,采用鲁棒微分控制器消除... 针对含有不确定项和随机噪声的分数阶Lorenz-Stenflo混沌系统控制问题,提出了一种结合神经网络和鲁棒微分控制器技术的滑模控制方法。为了应对系统中的不确定性和随机噪声,采用神经网络对不确定项进行逼近处理,采用鲁棒微分控制器消除随机噪声的影响。通过滑模控制策略,确保系统达到收敛状态。使用李雅普诺夫稳定性定理验证了系统的稳定性。Matlab数值仿真结果证实了该方案的可行性和显著效果。 展开更多
关键词 混沌控制 神经网络控制 鲁棒微分控制 滑模控制 分数阶
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不平衡电网下双dq坐标变换的M3C微分平坦控制策略
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作者 程启明 杜婷伟 赖宇生 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期49-60,共12页
针对目前模块化多电平矩阵变换器(M3C)研究中常用的双αβ坐标变换解耦不彻底、传统PID控制方法效果差、不平衡工况研究少等问题,在分析拓扑结构和数学模型的基础上,采用双dq坐标变换对电气量进行解耦,建立了M3C的输入输出侧数学模型,... 针对目前模块化多电平矩阵变换器(M3C)研究中常用的双αβ坐标变换解耦不彻底、传统PID控制方法效果差、不平衡工况研究少等问题,在分析拓扑结构和数学模型的基础上,采用双dq坐标变换对电气量进行解耦,建立了M3C的输入输出侧数学模型,分别对电压、电流进行正负序分离,并结合微分平坦理论,推导了输入侧、输出侧的微分平坦控制(DFC),最后模拟了两种不平衡工况下的运行情况。仿真结果表明,与线性PID控制相比,非线性的微分平坦控制提高了内环电流的跟踪速度和精度,更适用于非线性的M3C系统。在电网平衡或电网出现不对称故障时,微分平坦控制下M3C系统的动态稳定性与快速性更好,电能质量更高,电流谐波含量最多可以降低1.42%,能够更有效地抑制负序电流。 展开更多
关键词 海上风力发电 模块化多电平矩阵变换器 不平衡电网 双dq坐标变换 微分平坦控制 PID控制
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电网电压不平衡下六边形变换器的微分平坦控制策略
6
作者 程启明 沈治超 +3 位作者 王为涛 罗力珲 张梁 渠博岗 《智慧电力》 北大核心 2024年第3期94-101,109,共9页
六边形变换器(Hexverter)作为一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC/AC变换器的拓朴结构,能够适用于海上风电领域。但当Hexverter应用于海上风电时,由于自身的非线性特性,线性的PID控制策略的控制效果不佳。将非线性的微分平坦控... 六边形变换器(Hexverter)作为一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC/AC变换器的拓朴结构,能够适用于海上风电领域。但当Hexverter应用于海上风电时,由于自身的非线性特性,线性的PID控制策略的控制效果不佳。将非线性的微分平坦控制(DFC)与Hexverter相结合,通过分析其稳定性,提出了Hexverter的微分平坦控制策略。在Matlab环境和RT-LAB半物理实验平台中建立了Hexverter的微分平坦控制系统对多种工况进行仿真对比,验证了本文所提出微分平坦控制策略的可行性。 展开更多
关键词 海上风力发电 六边形变换器 微分平坦控制 PID控制 电网不平衡
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不平衡电压下基于Y源双级矩阵变换器的微分平滑控制策略
7
作者 程启明 王海伦 +3 位作者 沈治超 渠博岗 王为涛 罗力珲 《智慧电力》 北大核心 2024年第9期9-17,共9页
当电网电压产生不平衡工况时,电流电压会出现较大的波动,YSTSMC采用传统PI控制器难以调节电能质量。为了完善不平衡电网电压下Y源双级矩阵变换器(YSTSMC)的输入控制,提出了微分平滑控制(DFC)策略,并利用动态调制系数降低不平衡工况下有... 当电网电压产生不平衡工况时,电流电压会出现较大的波动,YSTSMC采用传统PI控制器难以调节电能质量。为了完善不平衡电网电压下Y源双级矩阵变换器(YSTSMC)的输入控制,提出了微分平滑控制(DFC)策略,并利用动态调制系数降低不平衡工况下有功功率所产生的高次谐波波动。仿真实验结果表明,基于DFC控制策略可以使系统的响应速度和输出电能质量得到提高。 展开更多
关键词 Y源双级矩阵变换器 不平衡电压 微分平滑控制 输入功率控制 输出电压补偿
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分布式光伏发电系统输出功率微分控制策略研究
8
作者 马敏 顾泽玉 +2 位作者 姚志刚 燕正家 马晓云 《宁夏电力》 2024年第3期21-27,共7页
光伏发电系统(photovoltaic power generation system, PV)内环控制器控制策略有最大功率跟踪控制策略(maximum power point tracking, MPPT)与直流母线电压支撑策略。两种控制策略切换时易导致直流母线电压过压,系统振荡,严重时将导致P... 光伏发电系统(photovoltaic power generation system, PV)内环控制器控制策略有最大功率跟踪控制策略(maximum power point tracking, MPPT)与直流母线电压支撑策略。两种控制策略切换时易导致直流母线电压过压,系统振荡,严重时将导致PV停机。根据光伏阵列的输出特性,提出一种输出功率微分控制策略。采用该控制策略,PV控制系统可自然切换控制目标,避免MPPT控制策略与直流母线电压控制策略间进行切换,进而可减少直流母线电压振荡,提高系统性能。外环控制器则采用下垂控制实现各个分布式PV输出功率均匀分配。 展开更多
关键词 光伏发电系统 下垂系数 微分控制
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四通阀控非对称液压缸微分前馈伺服控制方法分析
9
作者 冯占祥 《现代制造技术与装备》 2024年第1期185-187,共3页
非对称液压缸的左右两腔有效面积不同,导致其动态特性和控制策略相较于对称液压缸更为复杂,提出四通阀控非对称液压缸微分前馈伺服控制方法。建立四通阀控非对称液压缸的数学模型作为被控对象,设计一个微分前馈控制器应用于伺服系统,根... 非对称液压缸的左右两腔有效面积不同,导致其动态特性和控制策略相较于对称液压缸更为复杂,提出四通阀控非对称液压缸微分前馈伺服控制方法。建立四通阀控非对称液压缸的数学模型作为被控对象,设计一个微分前馈控制器应用于伺服系统,根据输入指令和反馈信号实时调整四通阀的开度,实现对非对称液压缸的控制。实验结果表明,设计方法下阀控非对称缸伺服系统跟随响应曲线的滞后时间为0.024 s,幅值衰减5%,在伺服系统控制要求的允许范围内。 展开更多
关键词 四通阀控液压缸 非对称液压缸 伺服系统 微分前馈控制
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导前微分控制在风电水电协同运行中的应用 被引量:14
10
作者 杨秀媛 陈瑶 +2 位作者 陈麒宇 Tim Littler 李慷 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第18期4591-4597,共7页
风电的随机性导致大规模风电的接纳成为当前电力系统面临的重要问题。考虑到风电和水电的互补性,提出用水电厂来平抑由于风速的波动性和间歇性导致的风电场输出功率波动,通过控制水轮机实现风水协同运行的控制,使水电厂和风电场向电力... 风电的随机性导致大规模风电的接纳成为当前电力系统面临的重要问题。考虑到风电和水电的互补性,提出用水电厂来平抑由于风速的波动性和间歇性导致的风电场输出功率波动,通过控制水轮机实现风水协同运行的控制,使水电厂和风电场向电力系统提供的有功功率按调度计划输出。针对水轮机的特点,提出导前微分控制方案。仿真结果表明,在PID控制基础上并联导前微分控制比常规PID控制方案具有更好的控制效果。风电与水电的协同运行可平抑风电输出功率的波动性,减少对电网的冲击,有利于电网的长期稳定运行。 展开更多
关键词 风电 水电 风水协同 导前微分控制
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微分反馈控制在永磁伺服系统中的应用研究 被引量:25
11
作者 陈荣 邓智泉 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期92-97,共6页
PI调节器用于伺服系统闭环控制时,为保证伺服系统有快速响应,超调是不可避免的。本文研究微分控制(微分调节,微分反馈)对抑制系统响应超调的作用。通过求解微分方程的实时解,分析微分控制对闭环系统阻尼比及闭环零、极点的影响。分析表... PI调节器用于伺服系统闭环控制时,为保证伺服系统有快速响应,超调是不可避免的。本文研究微分控制(微分调节,微分反馈)对抑制系统响应超调的作用。通过求解微分方程的实时解,分析微分控制对闭环系统阻尼比及闭环零、极点的影响。分析表明,对实际的永磁同步伺服系统引入微分反馈控制,可使系统既有较快的响应速度,又明显地抑制伺服系统响应超调,从而使系统具有优异的响应性能。仿真和实验均证实了微分反馈对伺服系统控制的有效性。 展开更多
关键词 永磁 伺服 微分控制 超调
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用比例微分控制器实现混沌控制 被引量:23
12
作者 邹艳丽 罗晓曙 +3 位作者 方锦清 汪秉宏 陈关荣 蒋品群 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第3期9-13,共5页
采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力... 采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为 . 展开更多
关键词 比例微分控制 混沌控制 LORENZ系统 Chen电路 杜芬振子 非线性科学 动力学系统
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永磁同步电机调速系统的伪微分反馈控制 被引量:22
13
作者 李光泉 葛红娟 +1 位作者 刘天翔 马春江 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期18-23,共6页
永磁同步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统,对外界扰动及内部参数变化敏感,为改善系统动静态性能,提高系统鲁棒性,本文引入了一种新的速度调节方法—伪微分反馈(Pseudo Derivative Feedback,PDF)控制策略。文章首先介绍了基... 永磁同步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统,对外界扰动及内部参数变化敏感,为改善系统动静态性能,提高系统鲁棒性,本文引入了一种新的速度调节方法—伪微分反馈(Pseudo Derivative Feedback,PDF)控制策略。文章首先介绍了基于PDF调节器的矩阵变换器?永磁同步电机调速系统,推导出了系统的传递函数和微分方程,根据推导结果绘制了系统的博德图,并对系统的动静态性能和抗干扰能力进行了理论分析。在同等条件下对两种调节器(PDF与PI)下的调速系统分别进行了仿真和实验研究,结果表明:采用PDF调节器时,系统的输出响应速度更快、无超调和振荡,有效地提高了系统的动静态性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 微分反馈控制 速度调节 PI控制 鲁棒性 永磁同步电机
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改进比例-积分-微分控制方法在无功补偿和混合滤波综合补偿系统中的应用 被引量:7
14
作者 荣飞 罗安 +1 位作者 周柯 汤赐 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第13期34-38,共5页
设计了一种兼有无功补偿和混合滤波功能的综合补偿系统。由于传统比例-积分-微分控制方法对上述系统的检测精度、计算延时和被控对象状态变化具有较强的依赖性,文中将增量递推预测模型预作用于上述系统以补偿延时带来的控制误差,提出了... 设计了一种兼有无功补偿和混合滤波功能的综合补偿系统。由于传统比例-积分-微分控制方法对上述系统的检测精度、计算延时和被控对象状态变化具有较强的依赖性,文中将增量递推预测模型预作用于上述系统以补偿延时带来的控制误差,提出了一种采用预测模型实现的多模比例-积分-微分控制方法,使得当电网状态变化时该补偿系统可自动在比例-积分和比例-微分模型间切换。仿真结果和实际运行情况表明该补偿系统具有控制精度高、鲁棒性强等特点,验证了该控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 综合补偿系统 谐波谐振 预测模型 增量递推 多模比例-积分-微分控制方法
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永磁电磁轴承伪微分反馈控制系统性能的研究 被引量:9
15
作者 曾励 章婷 +2 位作者 赵红兵 陈留 许明恒 《扬州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2003年第2期28-32,共5页
采用伪微分反馈控制 (PDF)策略对永磁电磁轴承进行控制 ,建立了 PDF控制模型 ;通过对永磁电磁轴承的 PDF控制系统的性能分析和计算机仿真 ,证明永磁电磁轴承的 PDF控制系统具有高稳定性、高精度、鲁棒性强、可控性好等优点 .
关键词 永磁电磁轴承 微分反馈控制系统 鲁棒性
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微分平坦理论及其在自动发电控制中的应用 被引量:9
16
作者 蒲天骄 张昭 +1 位作者 于汀 刘广一 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2014年第12期21-27,共7页
微分平坦理论的非线性控制策略能够完整地描述系统的状态轨迹,提供良好的系统动态特性。为此,对微分平坦理论的基本概念、研究现状、控制系统实现方式进行了详细描述,并从微分平坦系统的构造、基于轨迹生成和轨迹跟踪的微分平坦系统设... 微分平坦理论的非线性控制策略能够完整地描述系统的状态轨迹,提供良好的系统动态特性。为此,对微分平坦理论的基本概念、研究现状、控制系统实现方式进行了详细描述,并从微分平坦系统的构造、基于轨迹生成和轨迹跟踪的微分平坦系统设计实现及自动发电系统微分平坦控制架构几方面阐述了其在自动发电控制AGC(automatic generation control)中的应用。研究表明,基于微分平坦理论的AGC控制策略是有效的、适用的,相比于传统的AGC控制策略,其从系统的全局优化角度出发,能够显著提高电网新能源消纳能力,有效保证系统的频率质量。 展开更多
关键词 微分平坦控制 自动发电控制 非线性控制策略 轨迹跟踪 动态特性
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磁控小卫星周期时变的比例微分控制设计方法 被引量:6
17
作者 王平 李铁寿 吴宏鑫 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期14-19,共6页
在极地圆轨道上工作的对地定向磁控小卫星, 其动力学方程是一个线性周期系统。根据极地轨道地磁场变化的特性, 利用卫星的姿态角和姿态角速率作为反馈信号, 提出了一种采用磁力矩器的比例微分(PD)控制规律设计方法。用这种新方... 在极地圆轨道上工作的对地定向磁控小卫星, 其动力学方程是一个线性周期系统。根据极地轨道地磁场变化的特性, 利用卫星的姿态角和姿态角速率作为反馈信号, 提出了一种采用磁力矩器的比例微分(PD)控制规律设计方法。用这种新方法设计的PD控制器其增益是周期时变的, 展开更多
关键词 小型 卫星 磁偶极子 动力学方程 比例微分控制
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基于PLC的火力发电机组主汽温微分先行控制器 被引量:9
18
作者 侯树文 王永梅 +1 位作者 肖慧文 徐芳茹 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期140-144,共5页
针对火力发电机组锅炉主汽温的非线性、多变量、多扰动、大滞后等特性,将基本PID控制器、微分先行PID控制器和模糊PID控制器应用于锅炉主汽温控制系统,并分别在仿真平台Matlab的仿真环境Simu- link下进行了仿真。仿真结果表明,微分先行... 针对火力发电机组锅炉主汽温的非线性、多变量、多扰动、大滞后等特性,将基本PID控制器、微分先行PID控制器和模糊PID控制器应用于锅炉主汽温控制系统,并分别在仿真平台Matlab的仿真环境Simu- link下进行了仿真。仿真结果表明,微分先行PID控制器缩短了滞后时间,减小了超调量,其控制性能和动态特性与模糊PID控制器相一致。与基本PID控制器相比,具有更好的控制性能和动态特性;与模糊PID控制器相比,具有更简单控制结构和更高的可靠性。同时,实现了主汽温微分先行PID控制器基于PLC的程序设计。 展开更多
关键词 主汽温 微分先行控制 PID控制 模糊 PLC 火力发电 锅炉
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基于风量氧量热量信号导前微分协调控制系统 被引量:5
19
作者 田亮 邓拓宇 刘吉臻 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期739-744,共6页
针对大型火电机组频繁参与电网调峰以及煤质不稳定导致机组燃烧扰动增多,使得协调控制系统控制品质下降的问题,提出了利用风量、氧量构造热量信号,并将此信号经过微分后引入炉侧调节器,构成导前微分协调控制系统的改进方案,同时给出补... 针对大型火电机组频繁参与电网调峰以及煤质不稳定导致机组燃烧扰动增多,使得协调控制系统控制品质下降的问题,提出了利用风量、氧量构造热量信号,并将此信号经过微分后引入炉侧调节器,构成导前微分协调控制系统的改进方案,同时给出补偿法整定微分增益的方法,采用机组通用简化非线性动态模型利用相对增益矩阵法在系统耦合特性和等效对象特性之间进行衡量和比较,选取适合的等效对象,计算得到微分增益.结果表明:导前微分协调控制系统能够改善系统的控制品质,减小负荷变化对机前压力的扰动,有效克服制粉系统和燃料发热量变化扰动. 展开更多
关键词 协调控制 热量信号 导前微分控制 补偿整定法 相对增益矩阵法
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用于飞轮储能单元的神经元自适应比例-积分-微分控制算法 被引量:7
20
作者 王磊 杜晓强 宋永端 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期74-79,共6页
提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储... 提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储能单元储存或释放能量。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制算法的稳定性和有效性,并给出了其稳定性条件。经过仿真验证,该算法可以有效地实现对飞轮储能单元的充放电控制,其控制参数可以随着系统的运行自适应调节,飞轮储能单元的控制精度和鲁棒性也有所提高。 展开更多
关键词 飞轮储能单元 风力发电机 转速-电流双闭环控制 神经元自适应比例-积分-微分控制 李亚普诺夫理论
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