比例减压阀控缸输出力的非线性自适应控制

针对所研制的一款采用双直动式三通比例减压阀控非对称液压缸驱动的刮板型输送带清扫器进行研究,提出了一种基于PI(Prandtl-Ishlinskii)逆模型前馈补偿的自适应控制算法,改善了比例减压阀固有的压力滞环、死区、增益等非线性,保证了清扫器刮板驱动扭矩的精度,实现了以恒定扭矩在刮板全寿命周期内的高效清洁.针对比例减压阀的滞环特性,采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识比例减压阀的PI模型参数,进而求解其逆模型作为线性自抗扰控制器的前馈补偿.仿真和实验结果表明,所提算法有效减小了比例减压阀的滞环、死区和增益等非线性,改善了比例减压阀控缸的动态响应,相较于PID算法,跟踪速度提升了65%,在100~700N·m范围内刮板驱动扭矩误差可控制在±2N·m以内.

比例伺服阀非线性液动力模型修正与特性分析

比例伺服阀的高速运行以及油液流动状态直接影响液动力的变化,进而影响比例伺服阀和伺服机构的动静态性能。基于此,为明确比例伺服阀液动力的变化规律和特性,首先基于阀芯和阀体配合的节流口结构建立液动力的理论数学模型。然后结合流场仿真,分析不同开度和不同压差下液动力变化情况,明确液动力仿真结果和理论结果的偏差,修订液动力理论数学模型。最后,基于液动力测试平台,验证了不同开度和压差下液动力变化情况。结果表明:射流角的减小会导致稳态液动力不断增大,阀口开度的增大使稳态液动力呈现先增大后减小的趋势,同时在小开度下压差越大对应稳态液动力的峰值也越大,研究成果为比例伺服阀非线性补偿控制提供理论基础。

一种采用比例积分和自适应复合控制的全数字锁相环

针对传统全数字锁相环存在着锁定速度慢、锁相精度不高和锁频范围较窄等问题,提出一种采用比例积分与自适应复合控制方式的全数字锁相环,通过“粗调”和“精调”来提高锁定速度以及锁相精度。在QuartusII软件环境下,使用VHDL语言编程,采用自顶向下的模块化设计思路对整个全数字锁相环系统进行电路设计,进行综合编译、仿真和分析,并将程序代码下载到FPGA中进行硬件测试。系统仿真与实验结果表明该锁相环可随输入信号频率的变化实时调节环路的控制参数和自由振荡频率,且具有锁相速度快、功耗低、电路结构简单和易于集成的特点。

静止无功补偿装置最优非线性比例积分电压控制方法

现有最优非线性比例积分电压控制方法电压畸变程度高、超调明显,因此研究静止无功补偿装置最优非线性比例积分电压控制方法。划分电网的无功负荷分布状态,确定静止无功补偿装置补偿位置,计算无功补偿后的网损消耗值,获得无功补偿容量。按照补偿容量大小进行权重分配,得到最终补偿的总容量。运用文化粒子群优化(Cultural Partical Swarm Optimization,CPSO)算法计算不同粒子的目标函数值,获得寻优结果。设置装置控制的反应时间,防止超调。对不同负荷状态中投入静止无功补偿装置改变信息增益,精准控制跟踪变量,从而完成负荷补偿控制。实验结果表明,在时间间隔相同时,实验组的电压不发生畸变,波形比较平滑,无明显超调,动态控制较为良好,提升了静止无功补偿装置投入后的稳定性能。

基于非线性自适应比例因子的雪豹优化算法

针对雪豹优化算法在求解复杂优化问题时,存在全局勘探能力不足、寻优精度低等问题,提出一种改进的雪豹优化算法。首先,基于分段Logistic混沌映射初始化从而提高初始种群多样性;其次,引入非线性比例因子用于平衡算法的全局勘探能力和局部开发能力;然后,提出了一种差分变异策略,在第一次种群更新位置后,使用5个随机个体提高全局搜索能力和算法收敛能力,在第二次种群更新位置后,使用3个随机个体保证在求解过程的中后期也具有一定的全局勘探能力,尽可能避免陷入局部最优。通过在IEEE CEC2022基准函数测试集上测试,并与其他算法进行比较,结果表明所提出的算法在种群质量、求解精度以及算法稳定性上均有较大提升。最后将所提出的算法应用于工程优化,计算结果进一步证实了算法的强优化能力。

基于高增益比例积分观测器的液压伺服系统全局快速终端滑模控制

针对受不确定性影响的非线性液压伺服系统,设计了一种基于高增益比例积分观测器的全局快速终端滑模控制方法。首先,采用输入输出反馈线性化方法对非线性模型进行线性化处理,使其适用于观测器与控制器的设计结构,其中比例积分观测器用于估计包括建模误差、外部干扰和测量噪声等综合不确定性,全局快速终端滑模控制器用于快速补偿观测器误差,从而进一步提高控制系统的鲁棒性。此外,根据李亚普诺夫稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性。最后,将所设计方法与传统PID控制以及传统滑模控制方法在相同的不确定性环境下进行了对比实验,实验结果表明所提方法具有更快的响应速度、更高的跟踪精度与抗干扰能力。

一类非线性比例积分控制规律及其应用的研究

提出一类非线性比例积分控制规律，理论分析和应用结果表明，它能显著改善控制系统的静态和动态性能。

一类非线性比例积分控制规律的研究

本文提出一类非线性比例积分控制规律，理论分析和应用结果表明，它能显著改善控制系统的静态和动态性能。

非线性比例积分微分神经网络控制的康复设备(英文)

介绍一种针对脑卒中患者的运动康复训练仪,采用直线运动模式和圆周运动模式作为训练轨迹,按照预先设定的轨迹运动帮助患者达到神经康复的目的。康复训练仪采用气动人工肌肉作为运动驱动器,气动人工肌肉具有重量轻、出力大、柔性好、使用安全方便、能源方便清洁等特点,适于在康复医疗仪器中使用。由于气体的可压缩性、气动人工肌肉的非线性、以及关节内部固有滞环等原因的存在,使得气动人工肌肉驱动关节位置控制精度差及响应时间比较慢,从而直接影响整个关节的轨迹规划问题。因此采用比例积分微分神经网络控制器对气动人工肌肉进行位置控制。

基于非线性补偿的PEMFC温度积分控制

基于非线性补偿技巧和平衡点线性化方法将PEMFC温度动态系统简化成线性系统。针对获得的受扰线性系统,采用前馈控制对电堆电流的扰动进行有效消除,再利用状态反馈技术进行系统的镇定。考虑到前馈+状态反馈并未能有效消除系统的稳态误差,为此将积分控制融合到状态反馈控制器中,最终消除系统的稳态误差。最后,数值仿真结果亦表明了所提算法的有效性。

基于参数辨识的比例阀非线性摩擦自适应补偿控制方法

针对直动式比例换向阀在实际运行工况中受到非线性摩擦干扰的问题,从基于模型的摩擦补偿角度出发,提出了一种基于反步设计法和遗传算法的联合控制算法。首先,采用受力分析法,推导了直动式比例换向阀的运动学方程,并使用斯特里贝克(Stribeck)摩擦模型描述了系统中受到的摩擦干扰的特性;然后,采用反步方法及李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计了自适应控制器,结合遗传算法,解决了参数自适应律中存在的参数耦合问题,并利用MATLAB软件对摩擦名义模型参数的在线辨识精度进行了测试;最后,搭建了比例阀特性实验测试平台,进行了直动式比例换向阀阀芯位置的跟踪响应测试,根据仿真结果,对基于反步设计法和遗传算法的联合控制算法的摩擦补偿及控制效果进行了验证。研究结果表明:在基于反步设计法和遗传算法的联合控制算法的控制下,阀芯位置跟踪响应误差可自动调整到1%以内;基于反步设计法和遗传算法的联合控制算法可以在基于较高精度在线参数辨识及自适应优化控制器参数的情况下,有效地消除直动式比例换向阀实际运行工况中的摩擦干扰,并对比例阀阀芯进行状态反馈自适应控制。

并联型APF直流侧电压的改进自耦比例积分控制策略

传统的比例积分(PI)控制方法难以保证并联型APF(有源电力滤波器)在并网启动、负载跳变以及参考电压变化时对直流侧电压进行快速稳定控制。提出了一种具有大范围抗扰动能力的改进自耦比例积分(ACPI)直流侧电压跟踪控制方法。搭建了数学仿真模型,通过对不同工况下直流侧电压控制的仿真结果表明,提出的改进ACPI控制方法响应速度快、控制精度高、抗扰动能力强,对于直流侧电压波动具有良好的稳定效果,基于改进ACPI控制器的并联型APF系统具有大范围抗扰动鲁棒性。

扫描电镜的模糊──非线性积分控制

本文提出了一种模糊──非线性积分调节器，采用具有38．1°相位滞后的非线性积分器，以提高系统的瞬态响应性能，消除稳态误差。并将它用于扫描电镜的控制问题。仿真结果表明，这一方法得到了较好的效果。

积分时滞过程的非线性比例控制

对积分时滞过程提出一种非线性比例控制算法,该算法只有一个可调参数,简单且实现容易。仿真结果显示该控制结构具有良好的设定值跟踪特性,并且对时滞偏差具有很强的鲁棒性能。最后简要讨论了抗负载干扰的性能。

稳态非线性热传导问题的比例边界有限元法

提出一种基于比例边界有限元法和Kirchhoff变换求解稳态非线性热传导问题的数值方法。为了消除导热系数随温度变化引起的非线性,引入Kirchhoff变换将非线性的偏微分控制方程简化为Laplace方程,因而可消除迭代计算。作为一种兼顾了有限元法和边界元法优势的半解析数值方法,比例边界有限元法只需在计算域的边界上划分网格且不需基本解。在变换空间采用比例边界有限元法求得高精度的数值解之后,借助Kirchhoff反变换可求得温度场。数值结果表明,所提的稳态非线性热传导问题分析方法是行之有效的。

自采样比例积分控制全数字锁相环的性能分析和实现

提出了一种基于自采样比例积分(PI)控制的全数字锁相环(ADPLL),并对该锁相环进行了详细的理论分析和仿真验证,最后用现场可编程逻辑器件(FPGA)予以实现。由于采用了自采样比例积分控制策略,使该锁相环在不同的锁频点具有几乎相同形式的传递函数,有利于理论分析和环路设计。理论分析、仿真验证和试验结果都表明该全数字锁相环具有环路参数设计简单、跟踪范围广、跟踪速度快、系统稳定性好、控制灵活等优点。该设计方案可以作为一个子系统或功能模块用来构成片上系统(SoC),用以提高控制系统的可靠性、简化系统的硬件结构。

有源电力滤波器的比例递推积分控制

在采用有源电力滤波器消除谐波中,由于滤波器的检测精度、指令电流计算延时和输出滤波器的相移等因素的影响,滤波效果不是很理想.提出了应用于并联型有源滤波器的比例递推积分控制算法,比例系数和积分系数由模糊推理在线整定.该算法能有效地提高系统的动态和稳态性能,可适应于单相、三相三线制、三相四线制非线性负载电流波形畸变的抑制.实验结果证明了所提出的控制算法的有效性.

基于比例-模糊积分控制算法的智能温控器优化与仿真

针对室内温度系统具有大时滞性、大惯性等特点,传统的控制方法效果不甚理想,提出了一种比例-模糊积分的复合控制策略,以提高碳纤维电地暖系统中智能温控器的控制性能。阐述了比例-模糊积分控制器的工作原理,并对基于模糊控制算法和PID控制算法相结合的控制算法进行了详细设计。MATLAB仿真和实验结果表明:与基于开关式控制、PID控制和模糊控制算法的智能温控器相比,基于比例-模糊积分控制算法的智能温控器所需调节时间短,能有效抑制超调,具有良好的动静态特性和鲁棒性,显著改善了控制效果。

光伏并网逆变器通用比例复数积分控制策略

比例复数积分控制是光伏并网逆变器电流控制方案之一。传统观念认为比例复数积分控制只能在三相正交坐标系(如静止αβ坐标系)下实现,无法在三相abc坐标系或单相坐标系下实现。为解决该问题,提出一种通用比例复数积分控制,该控制方案不仅可在三相abc坐标系下实现,也可在单相系统中实现。文中对提出的新方案进行理论分析和仿真研究,并建立基于TMS320F2812 DSP的数字化实验平台进行实验研究,结果验证了提出方法的可行性和有效性。

比例阀控制非对称液压缸系统的非线性建模与仿真

电液比例阀控制液压缸组成的闭环系统多以传递函数的形式进行系统的稳定性分析和稳态误差分析,很难把握系统的中间状态(如液压缸两腔压力和流量的变化)。而直接以物理微分方程建立起的阀控缸非线性模型可方便地进行数值仿真分析,从而对系统的中间状态有直接认识。当采用对称阀控制非对称缸时,因液压缸两腔的作用面积不等,使活塞在方向切换时导致液压缸两腔压力的突变,同时流量在两个运动方向上的不对称也会引起活塞杆位移和速度的不一致,压力的突变会不会产生超压或气蚀,流量的不对称会不会超出额定流量,这些疑问都使考查系统的中间状态显得非常重要。签于此,该文建立了阀控非对称缸的非线性微分方程模型,同时在AMESim液压仿真软件中建立了相同的模型以进行对比验证,最后进行阀控非对称缸整个闭环系统的仿真分析,为系统的设计提供指导。