基于理想Bode传递函数的分数阶PID频域设计方法及其应用

基于理想Bode传递函数,提出一种简便的分数阶PID控制器频域设计方法.采用传递函数模型匹配与辨识方法,将分数阶PID控制器5个参数的复杂设计问题转化为单个参数的一维搜索问题进行求解;结合短记忆法实现分数阶PID控制器数字化.该方法已成功应用于直流电机调速控制系统,能够达到期望的响应性能,具有强鲁棒性.实验结果验证了所提出设计方法的有效性.

Bode理想传递函数在分数阶控制中的应用

本文将Bode理想传递函数应用于分数阶控制器的设计和分数阶PID控制器参数整定中.所得控制器可以在满足系统要求的截止频率和相角裕度的前提下,使补偿后系统Bode图的相频特性曲线在截止频率附近有一个水平区域,即闭环系统对增益的变化具有鲁棒性.它不仅适合于分数阶对象,也适用于整数阶对象,并能够提高系统的控制品质.仿真结果证明了上述方法的有效性.

转向系统传递函数的研究及理想传动比获取

基于对新建立的6自由度非线性转向模型的研究,提出采用传递函数代替原转向模型的方法,提出求解传递函数的新方法.利用改进的模拟退火算法求解传递函数,采用不同的插值法建立传递函数的动态参数变化模型,对不同的插值法进行比较.基于得到的转向传递函数模型,针对现阶段获取理想传动比方式的缺陷,提出稳态增益理想传动比动态精确获取方法.研究结果表明,转向传递函数输出的响应曲线与原系统的响应曲线非常吻合,精度极高,该传递函数能够替代原先复杂的系统;动态参数变化模型能够很好地表征传递函数的参数随车速、传动比和转向盘转角的变化关系;理想传动比的动态精确获取能够实时保证在车速和方向盘不断变化下转向增益维持理想的定值.

非理想情况下的CCD调制传递函数的综合表示方法

从理论上讨论了沟道类型对CCD调制传递函数的影响,并在前期工作的基础上给出了非理想情况下的CCD调制传递函数的综合表示方法。利用数值模拟的方法对非理想情况下的CCD调制传递函数与理想情况下的CCD调制传递函数进行了比较。

机电系统控制基础课程实验中传递函数辨识方法及关键技术

机电系统控制基础课程最重要的实验是机电系统传递函数的参数辨识。该文采用作者自行研制的硬件可配置、软件可编程、内容可扩展、多参数可调的设备,描述了基于扫频法获得机电系统数学模型传递函数和Bode图的辨识方法,以及影响辨识精度的3个主要关键技术:电枢电压输入与转速的标定方法、输出信号存储方法和时钟精度获取方法。给出了C#编程的关键程序代码和注释。通过该实验,揭示Bode图和机电参数的内在关联。

基于伯德理想传递函数的分数阶PID控制器

针对分数阶系统,提出了一种基于伯德理想传递函数的分数阶比例-积分-微分(PID)控制器设计方法.首先分析了伯德理想传递函数的增益和分数阶微积分阶次分别与系统动态性能和鲁棒性之间的关系,然后将伯德理想传递函数作为参考系统,选择分数阶被控对象的阶次作为控制器中微积分阶次,并根据系统动态响应性能和鲁棒性调节增益K,简化了控制器参数的整定.仿真结果表明:所提方法不但设计简单,整定方便,而且具有较好的动态性能、干扰抑制特性,以及克服系统参数变化的鲁棒性.

像增强器MTF测量理想像面选择方法研究

为了能够获得准确的调制传递函数测量结果,对测量系统中投射图像的理想成像面进行选择性调节。通过对微光像增强器调制传递函数测量系统光学成像性质的深入分析,讨论了光学系统的像差特性,利用平均中点取值法实现了微光像增强器调制传递函数测量中对理想成像面的选择。通过与微光像增强器已有测量结果的对比,证明所述方法能够保证微光像增强器调制传递函数测量的准确性。

非理想开关电容网络的组元电荷状态变量分析法

针对运放的有限增益带宽乘积给SCN带来的非理想效应,引入了非理想运放的SC电路宏模型,定义了非理想运放负端组元割集,根据非理想SCN的连接特点,通过判断各SC积木块中电容支路两端节点的连接情况,在时域和频域分别推导出了非理想SCN的组元电荷状态方程,应用实例进行了仿真,两种方法的结果对比说明了本文算法的可行性。

非理想Buck变换器的分析与设计

平均电流模式控制由于其良好的稳定性、动态性能以及无需斜坡补偿等优点,广泛应用于DC-DC变换器控制。为提高开关变换器的稳态和动态性能、减小变换器模型和实际电路的偏差,本文建立了非理想开关变换器小信号交流模型,给出了平均电流模式控制下非理想等效功率级传递函数,并对电流、电压补偿器进行了分析和设计。最后,通过仿真和实验验证了方法的有效性。

一种流水线ADC及其非理想特性的行为级建模设计

为了采用行为级模型来模拟结构复杂的ADC变换器的电气性能,本文提出了一种流水线ADC的行为级建模设计。首先提出流水线ADC行为级建模设计采用开关电容器电路构建,它由任意级联的k级流水级、前端采样保持(S/H)电路和数字校正逻辑构成,并给出了它们的具体模块电路实现及行为级模型;然后通过考虑流水线ADC的各种非理想特性如运算放大器的非理想特性参数(白噪声、有限直流增益、有限带宽、转换速率和饱和电压)、开关的非理想特性和采样时钟抖动,提出了实现这些非理想特性的行为模型。最后采用一个10位流水线ADC在Matlab Simulink中对其理想和非理想建模设计的仿真结果表明,本文提出的流水线ADC的行为级建模设计及其各个构成模块的非理想特性建模是精确和可行的。

单端正激电源的系统建模和控制设计

本文采用状态空间平均和线性化方法对单端正激电源主电路建立交流小信号模型,并画出其不同负载条件下开环传递函数的bode图,作为运用经典控制理论进行电源设计的基础。然后对照开关电源理想开环传递函数幅频特性要求,针对低频、中频、高频三个频段特性,分别选择控制策略,设计控制器参数,改善电源系统的稳态和动态特性。最后选择简单易行的实际控制电路,实现了一个性能优良的开关电源系统,达到理论指导设计的目的。

齿轮箱系统特性分析

利用时间序列ARMA模型求出单级齿轮箱系统的传递函数,然后求出系统正常工作、齿轮断齿、轴承滚柱磨损、轴承内圈和外圈裂纹5种情况下系统稳态和瞬态的Bode图。齿轮箱系统特性只与本身结构有关,5种情况下同种故障的系统稳态和瞬态Bode图图像特征一致,说明可以用它来分析瞬态信号。通过图形比较,可以简单、有效地判断故障状态。

齿轮箱系统特性分析

利用时间序列ARMA模型求出单级齿轮箱系统的传递函数,然后求出系统正常工作、齿轮断齿、轴承滚珠磨损、轴承内圈和外圈裂纹五种工作状态下系统稳态和瞬态的Bode图。通过图形比较,可以简单、有效地判断故障状态。因此本方法对齿轮箱瞬态故障诊断有着重要的应用价值。

《自动控制理论》中的一些计算问题

提出了与图解方法并存并以Bode图或根轨迹图为基础的解析计算方法.这样可减少对图解方法作图精度的苛求并能获得正确的结果.

《自动控制原理》课复习要点

第一部分(包括第1至第4单元)1.反馈控制策略是构成自动控制系统的基本原则,是本课中重要的基本概念。要求能由实际的控制系统从信号流通角度抽象出职能方框图。绘制职能方框图的一般步骤:1)在分析实际控制系统工作过程的基础上,了解组成系统的各个元部件,其中最重要的组成部分是被控制对象,并明确这些元部件相互间的作用关系。2)在控制系统的诸多变量中,找出被控制量、反馈量(指控制系统的主反馈而言)、控制量和扰动量。需要明确,控制量和扰动量都是控制系统的输入变量。