遗传算法优化的线性二次型调节器控制下3-UPS并联机器人稳定性分析

通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、定平台施加随机振动,以及动、定平台施加复合干扰3种情况下机器人的末端稳定性进行分析。结果表明:GA优化的LQR控制下,机器人动平台质心振动的衰减时间和振动幅度都明显减小,且共振峰也明显降低,但是高频振动处的减振效果不明显;机器人动平台质心x和y方向的共振频率均保持在5 Hz左右,而z方向的共振频率却有明显的后移现象,逐渐向高频(10 Hz)靠近。该研究为分析并联机器人稳定性与工作精度提供了一定的理论基础。

龙门移动式镗铣加工中心自校正调节器控制

对龙门移动式镗铣加工中心两立柱位置同步控制提出了一种新的自校正调节器控制方法。用递推最小二乘辨识算法对被控对象参数在线辨识 ,用H∞ 鲁棒控制算法对调节器参数在线求解 ,使系统在未知有界扰动、参数变化和未建模动态等不确定性因素同时存在时 ,对调节器参数进行自动整定 ,保证速度同步控制的鲁棒性 ,从而间接实现位置同步控制。仿真结果表明该方案控制效果好 ,鲁棒性强 。

输液调节器控制腰大池持续引流治疗颅内感染50例

目的：探讨持续腰大池应用输液调节器控制引流治疗开颅术后颅内感染及切口愈合不良脑脊液漏的疗效。方法回顾性分析2008年10月-2013年10月经持续腰大池加输液调节器控制脑脊液引流治疗的50例术后颅内感染及脑脊液漏患者的临床资料。结果50例患者中颅脑外伤开颅去骨瓣减压术后切口愈合不良脑脊液漏20例，高血压脑出血去骨瓣减压术后皮瓣下积液伴脑脊液漏20例，所有患者均痊愈出院。结论颅内感染及脑脊液漏应用持续腰大池加输液调节器控制引流脑脊液，配合全身应用敏感抗生素是治疗术后手术切口愈合不良脑脊液漏及颅内感染的一种安全、良好的方法。

适用于特大型水电站调速器的三调节器控制方案

三调节器控制是一套针对大型水电站调速器特点设计的控制方案,该方案自动化程度高、稳定性好,操作、维护简单,工程实践证明适合作为特大型水电站的调速器控制方案。文中主要介绍三调节器的系统组成、切换原理及数据冗余策略。

单相统一电能质量调节器的H_∞控制策略研究

基于H∞控制理论,对单相统一电能质量调节器的优化控制问题进行了研究。根据三桥臂单相统一电能质量调节器的拓扑结构,建立系统的周期平均模型,并在平衡流形领域对原模型进行状态重构。针对重构后的系统模型,采用线性矩阵不等式的鲁棒控制处理方法,设计了单相统一电能质量调节器的最优H∞输出动态反馈控制器。仿真结果验证了该控制器不仅有良好的动态响应和补偿效果,而且对负载变化有较强的鲁棒性。

控制调节器参数的智能化动态选择及应用

本文介绍了数字控制的转速、电流双闭环直流调速系统，在该系统中利用计算机控制系统代替了模拟调速系统中的速度调节器和电流调节器，通过程序控制使系统具有在不同运行状态下自动改变系统参数的功能。通过实验表明，数字系统能在保证静态性能的前提下，其起动性能、跟随性能和抗干扰性能均优于模拟控制系统。

双模复合控制感应电动机速度调节器的设计

将模糊控制和PID控制相结合的双模复合控制策略应用于感应电动机双闭环控制系统的速度调节器,着重介绍了双模复合控制器的设计原理和方法,并进行了仿真和实验验证。仿真和试验结果表明,该双模复合控制器兼具模糊控制和PID控制方法的优点,能明显改善感应电动机的控制性能,提高系统抗干扰能力,具有较强的鲁棒性。

永磁同步电机单电流调节器弱磁控制策略优化

针对电压角度法单电流调节器弱磁控制策略带来的内环稳定性下降问题,采用小信号模型法推导了使用该控制策略时电机的传递函数,证明了控制系统本质上是一个非最小相位系统。针对使用该控制策略时内置式电机参数特性导致的开环极点接近虚轴的问题,提出采用PD控制器前馈补偿策略。针对电机弱磁控制过程中极点改变导致传统PID控制器参数整定不合理的问题,基于内模控制原理,提出采用变参数PID控制器的弱磁控制策略。仿真与实验结果表明,所提出的方法可以有效提高使用电压角度法单电流调节器弱磁控制策略时电流内环的稳定性。

船用NAKAKITA型控制调节器的维修保养

在现代船舶的机舱自动化控制设备中,滑油温度、冷却水温度、燃油加热温度、燃油粘度、锅炉水位和压力的自动控制环节中,NAKAKITA型自动控制调节器得到了广泛的应用。在实际使用中也证明了NAKAKITA型控制调节器性能稳定,工作可靠。本文介绍了NAKAKITA型控制调节器的维护保养经验,希望能对机舱自动化控制设备的维护保养提供参考,从而提高我们的机舱管理水平。

数字PID液位控制调节器的设计

随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的提高,现代仪表已日趋数字化、网络化和智能化。本设计是针对液位的一种数字PID控制器,可以在线实现PID参数的调整,使控制系统的响应速度加快,超调量减少,过渡过程时间大大缩短,振荡次数少。该控制器可以在液晶屏屏同时显示设定值、反馈值和PID各参数的值。

浅析热轧卷取机励磁调节器

热轧卷取机电气控制系统是上个世纪八十年代初引进意大利EAA公司的控制系统,本文对励磁调节器控制加以分析。

基于线性二次型调节器的四轮转向与分布式集成控制方法

本文基于线性二次型调节器,集成四轮转向和直接横摆力矩控制设计了一种车辆稳定控制器,实现协同控制策略的创新。该控制系统采用分层结构,上层为基于线性二次型调节器的横摆力矩决策层,下层为驱动力分配层。上层控制器采用迭代法实时求解黎卡提方程得到后轮转角与附加横摆力矩,以完成对质心侧偏角、横摆角速度的优化;下层控制器采用平均分配与序列二次规划两种分配方法,对求得的纵向力与附加横摆力矩进行四轮转矩分配。为了验证控制器的有效性,采用前轮转角阶跃、正弦两种工况对其进行仿真及实车试验。结果表明:该控制器能够使车辆质心侧偏角、横摆角速度较好地追踪理想值,车辆稳定性得到了提高;同时,序列二次规划法更好地降低了轮胎负荷率并延长了电机控制器的使用寿命。

多谐振最优伺服控制器在中频电源中的应用

针对标准线性二次型调节器(LQR)不能无静差跟踪参考以及比例谐振(PR)控制器带非线性负载时输出电压总谐波畸变率过高的问题,提出一种多谐振最优伺服控制算法并应用到中频电源设计中。该方法能够实现闭环系统稳定和渐进跟踪,同时还具有动态响应快、抑制谐波能力强的优点。建立中频电源系统模型,并对最优控制和多谐振伺服控制进行理论分析,通过系统矩阵维数增广的方法将最优跟踪问题转化为最优调节问题,利用Matlab软件的lqr函数求解出状态反馈增益矩阵。通过仿真软件和实验样机对整个系统进行了仿真和实验验证,结果表明:所设计的控制器使闭环系统具有良好的稳态性能和动态性能,稳态电压稳定在114.8~115.2V,动态响应恢复时间在10ms以内,对非线性负载具有较强的谐波抑制能力,输出电压总谐波远少于PR控制和鲁棒控制等方法。

风扰动下的飞翼无人机静态投影控制

根据飞翼无人机特殊外形布局、气动性能及控制品质要求,在风扰动存在情况下,针对系统纵向俯仰通道和横侧向滚转通道,设计了基于鲁棒最优理论的静态投影控制器。分析了投影控制方法的一般原理,建立了飞行控制系统的鲁棒伺服模型,应用最优线性二次型调节器(LQR)方法构成鲁棒伺服LQR控制,并以闭环系统为参考系统,通过静态投影法则以输出反馈重构参考系统主体特征结构,避免了LQR方法中部分反馈变量无法精确测量的问题。仿真过程中对比验证了风扰动下常规PID姿态驾驶仪和静态投影方法的控制效果。仿真结果表明,所设计的静态投影控制系统响应速度快,且具有较强的稳定性和抗风扰动能力。

具有极点约束的高超声速飞行器非脆弱最优H_2/LQR控制

针对吸气式高超声速飞行器,提出了一种具有极点约束的非脆弱最优H2/LQR(线性二次型调节器)控制方法.根据吸气式高超声速飞行器的非线性纵向运动方程,推出了一种新的飞行器线性不确定模型,为吸气式高超声速飞行器设计了一种多目标非脆弱控制器.在控制器的设计中,不但考虑了系统的极点配置、最优H2性能和鲁棒保性能3种指标,而且兼顾了因飞行条件不确定性和建模误差引起的控制器增益的变化,利用线性矩阵不等式方法推导了多目标非脆弱控制器的存在条件.仿真实例说明了非脆弱控制器在高超声速飞行器控制中的优越性和有效性.

基于双模糊PI控制的交流位置伺服系统研究

在交流位置伺服系统中,传统PID控制由于调节器参数固定,无法应对系统参数变化与扰动等方面的影响,系统鲁棒性较差。鉴于模糊控制不依赖于控制对象的数学模型,鲁棒性强等优点,将模糊PI控制策略同时引入到位置环与速度环调节器中,实现系统的双模糊PI调节器控制。通过仿真软件对该方案进行验证,并搭建实验平台进行测试。仿真和实验结果均表明,该方案相对于传统PI调节器控制而言定位更快并具有较小的转速脉动。

基于LQR的剪切—闪光对焊机位置伺服控制建模与仿真

分析了剪切—闪光对焊的工艺过程及各阶段的作用,指出保证焊接质量的关键因素是在保证焊接电压的前提下使待焊工件按给定的位移曲线s=kt2运动,建立了液压伺服控制系统的数学模型,并对线性二次型控制的基本原理进行了详细的阐述,利用AMES im建模与仿真软件对液压伺服控制系统进行了分别采用LQR控制与PID控制的仿真对比试验.结果表明,将LQR算法用于"剪切—闪光对焊"中,位置跟踪误差是传统PID控制器的六分之一,更能满足"剪切—闪光对焊"工艺对位置伺服系统的要求.

直线柔性二级倒立摆的LQR控制系统设计

由于直线二级柔性倒立摆闭环系统是自不稳定的系统,而且柔性连接处的弹簧影响了系统的响应频率。先根据拉格朗日方程列出系统的状态方程,然后根据最优控制理论设计LQR控制器。利用MATLAB工具计算出系统的状态反馈向量。在MATLAB中将所得到的反馈向量反馈给状态方程,运行后分析仿真曲线达到了预期效果。最后编写MATLAB和VC两个版本的上位机控制程序,反复调试后实现了对倒立摆稳定控制的要求。

基于线性递减权值PSO算法优化LQR控制的主动悬架性能研究

针对车辆主动悬架线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制中权重系数的取值具有主观性,且适应度较低的问题,提出使用粒子群优化(PSO)算法优化LQR控制器,使LQR控制器的权重矩阵得到最优结果。为验证此方法的有效性,以汽车主动悬架作为被控对象,设计了PSO算法优化LQR控制器,利用PSO算法的全局搜索能力,以主动悬架的性能指标作为目标函数对权重矩阵进行优化设计,以提高LQR控制器的设计效率和性能。通过仿真对比了LQR控制的主动悬架、固定权值PSO算法优化后的LQR控制的主动悬架和基于线性递减权值PSO算法优化LQR控制主动悬架的各项性能参数,并且针对固定权值PSO算法收敛速度慢的特点,进行优化,确定使用线性递减权值PSO算法可以提高收敛速度。最终实验结果表明基于固定权值PSO算法优化后的LQR相较于单纯LQR控制的主动悬架,其车身垂向加速度、悬架动行程及轮胎动位移这3个性能指标得到降低;基于线性递减权值PSO算法优化后的LQR控制的主动悬架的各项性能指标在固定权值PSO算法优化的基础上,可再次优化车身垂向加速度、悬架动行程及轮胎动位移这3个性能指标,可较大地改善其舒适性。