气动比例位置系统速度反馈与不完全微分PID控制

随着气动技术在各个领域的应用日渐广泛,气动比例位置控制系统优化已成为发展的必然趋势。文中建立了气动比例位置系统的数学模型,绘制系统Bode图并验证了其稳定性。通过引入速度反馈,并结合不完全微分型PID对气动比例位置系统的响应时间、精度和稳定性进行分析。仿真结果表明,引入速度反馈的不完全微分型PID校正的系统阶跃响应曲线,对比无校正、普通PID和不完全微分型PID对于阶跃信号的响应,其时间降低2.1 s,稳态误差下降0.22 mm,响应时间和稳态误差皆依次递减,响应过程更加平稳。引入速度反馈的不完全微分型PID校正的正弦追踪误差更小、稳定性更强、追踪效果更佳。该校正方法使系统响应速度大幅度提升的同时,显著增大了系统的精度并改善了系统的动静态特性。

高度非线性比例型混杂随机微分方程的时滞反馈镇定

利用Lyapunov泛函法讨论高度非线性比例型混杂随机微分方程在时滞反馈控制下稳定所需满足的条件。当系数满足局部Lipschitz条件和Khasminskii型条件时,通过设计满足一定条件的时滞反馈控制器构造出适当的时滞量,验证受控后系统存在唯一解且稳定。通过一个算例验证了结论的有效性。

驱动机械多缸液压系统协同控制方法设计

针对驱动机械的多缸液压系统,为实现各个液压缸之间的协同运动控制,提出一种基于前馈控制器的自动协同控制方法。首先分析多缸液压系统,确定每个液压缸的动态控制方程,然后将协同控制分为前馈控制器和自适应PID控制器两部分。其中,前馈控制器通过分析系统的反馈信息,预测可能存在的液压缸运动误差,并设计前期处理措施;自适应PID控制器结合自适应技术和PID控制器优点,自动识别各液压缸的实时负载情况,按需调节液压缸的输出流量,从而实现自动调整与协同控制。测试结果表明:该方法有效降低了各液压缸间的同步误差,可将误差控制在合理范围内,确保液压系统始终处于平稳的运行状态,不会出现较大的波动。

EPS电机驱动的反馈电流控制方法研究

本文主要讨论EPS电机驱动的反馈电流控制的两种方法:软件控制和硬件控制。PID控制技术成熟、鲁棒性好,在电机控制中得到了广泛的应用,在EPS软件电流控制方法中,结合EPS特点,分析PID软件控制原理和控制参数确定方法。在EPS硬件电流控制方法中,分析硬件电机电流反馈控制原理图,讨论各模块电路设计方案,通过主观评价实验得出:低速的电控单元,硬件控制电机效果较好。

一种直流调速系统带宽参数化反馈控制

该文根据直流电机电枢回路组成和转矩控制规律,建立了直流调速系统模型框图和传递函数,并通过定义系统模型传递函数的增益尺度和频域尺度,设计一种具有前馈部分的比例-微分(PD)反馈控制器,同时利用闭环系统带宽参数化PD控制器增益。使用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明,基于带宽参数化的控制器设计简单直观且调节方便,带宽越大,系统响应速度越快,抑制外扰效果越好。

静止无功补偿器的小波神经网络PID控制方法研究

静止无功补偿器(SVC)是电力系统中应用广泛的动态无功补偿装置。针对传统比例积分微分(PID)在SVC动态调节过程中由于控制器参数固定而存在动态响应、自适应能力差的问题,提出了一种基于小波神经网络PID(WNNPID)的SVC电流反馈电压稳定控制方法。首先,分别选取SVC的电压差ΔUr、电压误差ΔU和补偿电压USL作为WNNPID控制器的输入信号,而控制器的输出为SVC的参考电纳。然后,采用小波神经网络(WNN)和增量式PID控制对WNNPID控制器的结构进行设计。最后,采用Matlab/Simulink仿真平台对所提控制方法进行仿真,并与基于反向传播(BP)神经网络PID的控制效果进行了对比。仿真结果表明,所提WNNPID控制方法具有更稳定的电压控制效果、较快的响应速度、较好的动静态响应性能和较强的自适应能力。

一种新型反馈控制器的研究与应用

基于比例–积分–微分(PID)的反馈控制是工业过程控制领域首选的基础控制技术.在PID控制中,一个看不见的严重缺陷,即常规积分控制跟踪常值扰动的效率不高的问题已被揭示.针对常规积分控制存在的问题,提出了一种无穷阶积分器(IOI),显著提高了跟踪常值扰动的效率.将IOI等用于构造一种新型反馈控制器(NFC),显著提高了过程输出跟踪过程给定包括跟踪过程稳态偏差的性能.NFC具有简单性和良好的工程易用性,在难控过程具有比PID更好的控制性能.数学分析,仿真实验和电力控制工程应用的结果验证了文中所提出观点和方法的正确性和有效性.

基于计算力矩法的四关节机械手滑模控制研究

为降低建模动态误差与总体干扰对机器人控制系统的影响,采用基于计算力矩法滑模变结构控制系统对机械手进行控制。在分析经典的原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,并对其进行仿真分析。结果表明,该改进型指数趋近率搭建的滑模控制器能够抑制系统抖振,实现机械臂的运动稳定。

一种控制蔡电路的分岔和混沌的方法

提出了用系统单变量的比例微分反馈实现蔡电路的分岔和混沌控制的方法.首先根据理论分析求出使蔡电路中不动点稳定的k1的取值范围和使系统发生Hopf分岔的临界值k0,然后对受控的系统做出了以k1(k1>k0)为控制参量的系统分岔图.由分岔图可以得到将系统控制到各种nP周期轨道的k1的取值范围,在这些范围内适当选择k1值,可以将蔡电路控制到1p,2p,3p,4p,6p和8p等周期轨道.数值仿真结果验证了这种控制分岔和混沌方法而且证明了理论结果的正确性.

实现人身和机器人交流的神经振动子控制算法

为实现人身和机器人交流时的运动同步,首先提出了一类非线性多关节神经振动子运动控制算法,其输入为机器人和人相互作用所产生的关节扭矩信号,输出为机器人关节期望角度;然后对具有代表性的二关节神经振动子控制算法中各参数的耦合特性进行了分析;最后,基于7自由度机器人臂平台对该神经振动子控制算法的有效性进行实验.实验结果表明,该控制算法能够实现人和机器人相互运动的同步,通过调节神经振动子的增益参数,同步的程度能够被改变.

用于SERF原子磁力仪的DFB激光器温度控制系统

由于分布反馈式(DFB)激光器的工作温度会影响其激射波长,降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力仪的磁场测量灵敏度,以TMS320LF2812为核心控制器,采用数字比例-积分-微分(PID)控制技术,设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制系统。在硬件电路设计方面,由温度控制前向通路和温度采集后向通路组成,构成完整的闭环温度控制结构。软件设计中,采用ZieglerNichols工程整定方法,实现对P、I和D三个参数的整定。以中心波长为852 nm的DFB激光器为被控对象,利用该温度控制系统对其进行了温度控制实验。实验结果表明:系统的有效控温范围为5~60℃,控温精度为±0.02℃,稳定时间为20 s。并且在长时间(220 min)测试中,DFB激光器工作温度稳定性优于7.9×10^(-4)(RMS),为其在SERF原子磁力仪的实用化方面提供了性能保障。

基于PID算法的激光器恒温控制系统的设计

为了提高分布式反馈(DFB)激光器发光波长的控制精度,利用半导体热电制冷器设计了一款用于气体检测的DFB激光器精密温度控制系统。该系统主要包括数字信号处理电路、前向TEC驱动电路和后向温度采集电路构成。采用闭环比例-积分-微分(PID)控制算法,提高系统的控制精度、缩短系统的响应时间。通过使用温度控制系统向中心波长为1600nm的NLK1L5GAAA型可调谐DFB激光器进行了温度控制测试实验。实验数据证实,本装置的温度控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5℃至60℃,超调量小于16%,温度恒定时间小于50s。检测水汽连续工作24小时激光器中心波长未发生明显漂移,表明该系统具有良好的稳定性,为DFB激光器在红外气体检测领域的应用提供了性能保障。

两轮自平衡车控制系统设计

将两轮自平衡控制分为平衡、速度、转向进行处理,将平衡控制作为主要控制对象,将速度、方向控制作为干扰,对速度和转向的控制尽可能平滑,以免破坏平衡。通过理论分析建立了动力学方程,得到了各部分控制框图和传递函数。设计中用MPU6050测量车模的旋转角度、角速度、加速度,用编码器测量电机转速,构建了反馈系统。软件设计中用卡尔曼滤波器消除干扰,用PD算法很好地控制了平衡、速度、转向。

分布式驱动电动汽车的差速转向控制及其适用性

为提高分布式驱动电动汽车的转向冗余性和机动性,设计了一种分层式的差速转向控制器。结合比例积分微分(PID)控制和逆查表模型确定期望轮速,采用自适应离散滑模控制得出差速转向所需的轮边力矩。通过仿真试验,界定了差速转向的边界工况,分析了车速与附着系数对边界工况的影响,并且对比了在差速辅助转向控制和纯方向盘控制时车辆的转向性能。结果表明:所提出的差速转向控制策略能够融合传统转向系统进行辅助转向,在中低车速时能有效减小转弯半径,提高汽车的转向性能;差速转向控制策略的有效性和实时性也得到了验证。

Sprott-F系统的混沌控制研究

利用非线性动力学理论,讨论了改进的Sprott-F系统的混沌特性.在参数区b∈[0,0.5]上,利用全局分岔图,Lyapunov指数谱准确的表征了系统在此区间内的丰富的非线性行为.应用时滞反馈法、比例微分器控制法和x|x|法对系统的混沌控制进行了详尽全面的理论分析和数值模拟.结果表明,选择适当的反馈系数,通过以上三种控制法,可将系统的混沌运动控制到稳定的低周期状态.

超混沌系统的控制分析

论文采用系统变量的比例微分反馈法研究了六阶耦合Chua电路的超混沌和非自治强迫布鲁塞尔振子的混沌控制问题。理论分析和数值研究表明 :对于超混沌系统的控制 ,只用一个变量进行反馈通常是不充分的 ,一般至少需要两个变量进行反馈 。

基于PID控制的无线局域网QoS机制

为了满足无线局域网中实时多媒体数据通信的服务质量要求,提出了一种基于比例积分微分控制的服务质量机制,详细研究了该机制的实现原理和方法,给出了控制器和IEEE802.11无线网络的传递函数和带宽补偿算法。并在无线局域网的反馈控制系统环境内进行了仿真,仿真实验结果表明,这种基于PID控制的服务质量能满足无线局域网内实时多媒体通信服务质量的要求。

基于Eclipse平台的车辆自适应巡航控制仿真

自适应巡航控制是一种先进的汽车辅助驾驶系统,可以减轻驾驶员的工作量并且可以提高驾驶的便利性和安全性。目前一般都是通过Mat Lab仿真曲线来检验车辆自适应巡航控制算法的控制效果,但该方式不够直观形象。基于Eclipse平台,用JAVA语言搭建一个具有动态效果的车辆巡航控制仿真平台。该平台可以模拟多种典型驾驶工况,直观有效地展现车辆自适应巡航控制算法的结果。最后,在该仿真平台上设计最优PD控制算法和智能驱动驾驶(IDM)控制算法验证车辆自适应巡航控制结果。结果表明,该Eclipse仿真平台能够有效地模拟多种驾驶工况,且能够直观有效地验证多种车辆自适应巡航控制算法的结果。

现代温室计算机控制系统的研究

现代温室广泛使用计算机控制温室的调节机构,以提高作物的产量与品质,降低能耗。为此,研究了国内外温室计算机控制系统的结构及控制策略;阐述了温室控制中常用的方法,如分步控制、整体控制、反馈控制、比例控制、积分控制、微分控制、前馈控制的特点。

一种新型控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用

利用一种新型非线性比例积分微分(NLPID)控制器进行反馈控制,并与神经网络前馈控制相结合,对传统的主蒸汽温度控制系统进行改进,以提高其适应性和鲁棒性。仿真研究表明,新控制方案比常规比例积分微分(PID)控制表现出更好的控制品质。