基于最小拍控制的集中供热换热站温度控制系统研究

针对在换热站供热系统中的温度变化幅度较大,换热过程中会产生不同程度的滞后,会使整个供热系统控制过程处于大滞后过程的问题,提出了基于最小拍控制器的集中供热换热站温度控制系统,使用MATLAB进行仿真,结果显示使用最小拍控制器相较于传统PID控制器更具有响应迅速、系统平稳的优势。

数字闭环光纤陀螺的无纹波最小拍控制

针对数字闭环光纤陀螺控制系统采样频率抖动引起的输出纹波现象,基于离散控制系统理论建立了四态方波调制下数字闭环光纤陀螺的理论模型。研究了控制系统的稳定条件、稳态误差和频率响应特性,提出了数字闭环光纤陀螺无纹波最小拍控制方案。通过实验与原有控制系统进行对比,结果表明,无纹波最小拍控制有效消除了数字闭环光纤陀螺控制系统中采样频率抖动引起的输出纹波现象,并有效提高了数字闭环光纤陀螺的精度,零偏稳定性提高约30%。

MF型音圈式直线电机最小拍无纹波控制

简要地介绍了MF型音圈式直线电机的结构形式 ,并针对特殊的输入 ,应用最小拍无纹波控制的方法设计了控制器对系统进行控制 ,取得了较好的效果。

基于输入整形的时滞系统最小拍控制

基于 Nyquist准则 ,按照给定的相位稳定裕度设计 PI控制器使一阶时滞对象稳定 ,然后引入输入整形控制器对输入进行整形 ,实现了一阶时滞对象的最小拍控制。在确定采样周期后 ,整个控制系统的设计只需按相位稳定裕度的要求解析算出 PI控制器的比例增益即可 ,设计简单 ,性能良好。仿真结果表明 ,该方法相当有效 ,实现的最小拍控制无纹波。

基于粒子群优化算法的最小拍无波纹控制器设计

针对最小拍无波纹控制器教学中存在的计算量大的问题,提出了一种应用粒子群优化算法自动求解最小拍无波纹控制器的方法。通过应用系统的闭环Z传递函数和闭环误差Z传递函数之间的数学关系构造适应度函数,然后采用粒子群优化算法求解闭环Z传递函数和闭环误差Z传递函数中的未知系数,以实现最小拍无波纹控制器设计的自动化。数值仿真结果表明,应用该算法和手工计算的结果一致,验证了该算法的可行性和准确性。研究结果为更好地开展最小拍无波纹控制器设计的理论教学、实验和工程应用提供了一种计算机辅助设计工具和思路。

基于最小拍观测器的自抗扰控制器设计与性能分析

自抗扰控制器设计中,扩张状态观测器需要较高的观测带宽,才能更快的观测出状态变量.本文采用最小拍观测器,使得其具有最快的观测速度.以2阶系统为例,得到了离散系统下,基于最小拍观测器的自抗扰控制器的等价复合控制模型,其开环补偿器等价为超前校正器.仿真结果表明,基于最小拍观测器的自抗扰控制器可以最快的观测出系统状态变量,且控制器带宽的选取一般应小于采样周期的倒数.由于不再需要设计观测器带宽,从而简化了参数设计.

最小拍无波纹直流电机控制系统仿真研究

在单位阶跃、单位速度和单位加速度3种典型输入下对直流电机的最小拍无波纹控制进行了研究。Matlab仿真结果表明,最小拍无波纹控制,输出能较快的跟随输入,且跟随后能基本消除静差。最小拍无波纹控制应用在直流电机控制系统中,能够使电机的转速在最少个采样周期内跟随期望转速,使系统达到无静差的稳态,表明了最小拍无波纹控制能实现较高的控制品质。

采用两自由度结构的最小拍无纹波控制系统

提出了一种基于两自由度控制器结构的最小拍无纹波控制系统的设计方法．通过有步骤地解两个刁番都方程来直接确定控制器的各个参数．这样所得到的最小拍无纹波控制系统在经过有限拍时间后，可以精确地跟踪预先给定任意函数类的参考输入信号．

多变量最小拍控制及其用于抑制机械手振动的研究

本文研究了多变量最小拍控制原理,给出了多变量开环系统最小拍控制值的计算公式,对多变量闭环系统最小拍控制的物理意义作了进一步的论证.着重研究将最小拍控制用于抑制机械手振动的思想和控制方法的建立,并给出了在计算机上伤真及在装置上的试验结果.

最小拍优化控制及其在大迟延系统中的应用

针对具有纯迟延的被控对象,提出了一种最小拍控制器的优化设计方法。方法首先利用经验公式消去纯迟延,按无纯迟延的等效对象设计最小拍控制器。当选择的采样周期较小时,可以用最优化的方法,优化出最小拍控制器的参数。仿真结果表明,按上述方法设计的最小拍控制系统具有良好的各项品质指标。

控制幅值受限下定常离散线性系统最小拍控制序列的一种综合方法

控制幅值受限下离散线性系统的最小拍控制问题与连续线性系统的快速控制问题是有很大差别的，主要是它的非唯一性与非ｂａｎｇ－ｂａｎｇ性。文中用凸集的支撑超平面等方法研究了能控域及其边界面的结构特性，给出了求解最小拍最小幅值控制序列综合解的一种计算方法，该方法计算量较小，有实用价值。

浅析基于数字控制器实现的最小拍控制系统

最小拍控制系统是针对离散控制系统而言的,要设计出符合要求的数字控制器,才能使系统在典型输入作用下,以有限拍结束响应过程,且在采样时刻上无稳态误差,因此,数字控制器的设计是设计最小拍控制系统的核心。对于数字系统,由于连续域中s平面左半平面的无穷远对应于z平面原点,因此是可以实现的。

控制能量受限下定常离散线性系统最小拍控制序列的一种计算方法

讨论了控制能量受限下定常离散线性系统的最小拍控制序列的一种计算方法．指出了控制能量受限下离散线性系统的最小拍控制序列有时是不唯一的．利用凸集的支撑超平面等方法首先研究了能控域的结构特性，然后定义控制能量受限下的最小拍最小能量控制序列的综合问题．最后还给出了求解最小拍最小能量控制综合序列的计算方法．

基于最小拍无纹波数字化的PMSM速度调节器

研究用最小拍无纹波数字化方法设计永磁同步电动机(PMSM)伺服系统速度调节器.把电机传动过程模型的连续域传递函数转换成数字域z形式传递函数,根据速度指令的z变换输入形式,设定预期误差传递函数,使得在有限拍内能输出稳定的速度信号,然后依据最小拍无纹波零极点配置原则,反推出数字调节器的形式,并使速度调节器输出的电流指令信号在有限拍内稳定.用阶跃速度指令进行仿真和试验,结果表明此种方法输出速度稳定且调节时间短.

基于极点配置的逆变焊接电源最小拍控制及其稳定鲁棒性

最小拍控制律应用于基于全桥功率变换电路的逆变焊接电源恒流输出控制,具有良好的动态性能,然而最小拍控制对焊接回路的电感值变化较为敏感,系统的稳定鲁棒性较差。电源输出电缆会给焊接回路带来额外寄生电感,并将有可能导致最小拍控制失稳。采用极点配置法对最小拍控制律进行改进,能够有效提升控制系统对电感值变化的适应能力。实验结果和研究表明:系统的鲁棒性随着配置极点的个数和极点与原点间距离的增加而增强,但动态性能会受到一定影响。通过调整配置极点的个数和位置,能够实现控制系统稳定鲁棒性和快速性的折中和平衡,满足实际焊接电源输出特性控制的要求。

基于眼科手术机器人的计算机控制系统教学实验设计

数字PID控制、最小拍控制和大林控制是计算机控制系统中的核心教学内容。目前仅有针对数字PID开展教学实验的先例,缺乏基于实际工程问题、适合最小拍控制和大林控制的实验平台。针对这一问题,提出基于眼科手术机器人的计算机控制系统实验平台,结合精准控制“机器人-视网膜”接触力这一工程背景,设计接触模型辨识、数字PID控制、最小拍控制和大林控制实验,引导学生将计算机控制系统的相关知识与工程实践相结合,提升解决实际问题的能力。

基于互补PWM控制的Buck/Boost双向变换器在超级电容器储能中的应用

超级电容器等快速储能技术在短时大功率应用中具有较好的技术经济性,非常适宜于微型电网运行过程中的瞬时功率平衡控制。提出超级电容器通过Buck/Boost双向变换器与脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器相连的储能主电路结构,以实现功率的双向调节并提高超级电容器利用率。为解决直流母线电压易受PWM逆变器工作状态切换而波动的问题,采用互补PWM控制技术,分析其特点及其在提高系统运行稳定性与动态响应的优势;建立互补PWM控制的Buck/Boost双向变换器的小信号模型,应用电压电流双闭环与功率前馈相结合的方法以抑制直流母线电压波动;针对直流母线负载电流不易测量的问题,提出采用最小拍观测器的方法对负载电流进行虚拟测量。仿真和实验证实了该方法的有效性。

两并联三相PWM整流器零序环流抑制与均流控制

以两并联三相脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,建立了系统的数学模型,详细分析了系统参数对零序环流的影响,设计了两并联三相PWM整流器的环流、均流双闭环控制系统,提出了一种调零矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)环流抑制策略,并设计了一种基于最小拍算法的零序环流抑制器,通过对零矢量的实时调节实现系统环流的抑制。电流内环采用电流解耦前馈控制策略,实现了单位功率因数,电压外环采用公共电压PI调节器实现均流控制,并联模块间不需要通信,控制简单、可靠。仿真与实验结果表明:最小拍环流抑制器能有效地抑制环流,所设计的控制方案消除了电感参数不一致对两并联三相PWM整流器的影响,实现了环流、均流控制。

基于Matlab-GUI界面的计算机控制系统设计及Simulink动态仿真

利用 Matlab软件进行计算机控制系统的设计 ,并通过 GUI界面 (图形用户界面 )实现数字调节器的动态设计。用户可与计算机交互式地进行对象参数的设置、控制算法的选取、以及数字调节器的校正。并利用 Matlab内嵌的 Simulink模块 ,实现系统的动态仿真——所见即所得 ,满足不同用户的不同要求。文中便从理论算法实现 GUI界面设计以及

电阻炉温度控制系统总体设计

温度是工业生产中常见的工艺参数,温度控制在工业实践和科学研究中具有极大意义,因此,温度控制是生产自动化的重要任务。采用直接数字控制(DDC)中的最小拍控制来控制一电加热炉,输入为加在电阻丝两端的电压,电加热炉的炉内温度作为输出,系统输出输入的传递函数为:G(s)=2/(s(s+1)),要实现的温控范围为(100～500)℃。系统采用的控制方案以及抗干扰设计使其达到了较好的控制效果。