基于分数阶PIλDμ的橡胶坝充排水恒流控制

针对橡胶坝充排水这一变结构、大滞后、非线性实际控制系统,提出采用能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶PIλDμ控制策略对其进行恒流控制。首先建立了橡胶坝充排水系统的数学模型,从理论上证明了分数阶PIλDμ控制器对于该系统具有较好的鲁棒特性。然后把该分数阶PIλDμ控制器数字化后应用于橡胶坝充排水实际系统中,取得了较好的控制效果。最后给出了恒流量充水过程的实际控制运行曲线,表明本文PIλDμ控制器具有较强的抗干扰性和较好的鲁棒性,达到了恒流量充排水控制的设计目标及要求。

基于改进粒子群算法的水轮机调节系统分数阶PIλDμ控制器设计

为提高水轮机调节系统动态调节品质,建立了计入弹性水击效应的水轮机调节系统非线性模型,并据此提出一种基于改进粒子群算法的分数阶PIλDμ(fractional-order PID,FOPID)控制器设计方法。该方法以基于最优参数(b=5.387 8,d=0.752 6)的改进Oustaloup滤波算法构建FOPID控制器,并利用融合有参数自适应调整策略及基于改进Tent映射的变尺度混沌局部搜索的改进粒子群算法(improved adaptive chaos PSO,IACPSO)对FOPID控制器参数进行优化选择。仿真结果表明,与Oustaloup算法及基于推荐参数(b=10,d=9)的改进Oustaloup算法相比,基于最优参数的改进Oustaloup算法对任意阶次的分数阶微分算子均具有更高的逼近精度,更宽的理想拟合频域段;提出的IACPSO算法求解精度高、稳定性好、收敛速度快,经其优化后的FOPID控制器对负荷扰动的抑制能力要明显优于其他FOPID/PID控制器,并对系统参数变化具有较强的鲁棒性。

基于分数阶PIλDμ控制器的线控转向系统研究

根据线控转向系统的特点,建立了能够实现系统正常转向功能的前轮转向模块的动力学方程。考虑到系统性能受到参数的不确定性、未建模动态及前轮回正力矩的影响,基于分数阶微积分理论,提出了一种基于分数阶微积分理论的PIλDμ控制器,使得线控转向系统在所要求的频域范围具有鲁棒性。讨论了微、积分阶次以及拟合阶次对控制系统的影响。通过优化方法得到了分数阶PIλDμ控制器的5个设计参数,用Oustaloup递归算法对分数阶PIλDμ控制器进行了拟合,并据此建立了可在Matlab/Simulink环境下使用的分数阶PIλDμ控制器仿真模型。最后对该控制系统进行了仿真分析,结果表明该控制器对提高转向系统性能的鲁棒性是有效的。

分数阶PIλDμ控制器参数λ和μ分析

针对分数阶PIλDμ控制器的积分阶次A和微分阶次μ在0〈λ，μ〈2的范围内变化时，对分数阶控制系统的影响进行了频率特性和阶跃响应分析，给出了阶次取值的合理范围。首先采用分数阶微积分方程的数值解法，对分数阶闭环控制系统进行数值计算，且其中的分数阶微积分算子用近似计算公式来代替。然后分别采用分数阶PIλ控制器和分数阶PDμ控制器当积分阶次A和微分阶次肛变化时，利用Bode图从频率特性和单位阶跃响应两方面分别对其性能进行分析，频率特性分析与实际阶跃响应的结果一致，表明分数阶PIλDμ矿控制器的积分阶次λ和微分阶次μ均有一较佳的取值范围。

基于H2/H∞混合优化的锅炉汽温分数阶PIλDμ控制

针对分数阶控制系统参数整定方法不够成熟的问题,提出一种优化确定分数阶PIλDμ控制器参数的方法.同时考虑跟踪性能、抗干扰能力及鲁棒性的要求,基于H∞性能指标约束下的H2性能指标极小化,采用粒子群优化算法寻优,得到符合H2/H∞混合性能指标的最优PIλDμ控制器参数,并将其应用于循环流化床锅炉汽温的分数阶PIλDμ控制器参数设计.结果表明:所设计的控制器具有良好的定值跟踪能力、抗干扰性能及较强的鲁棒性.

永磁直线同步电机的模糊自适应分数阶PIλDμ控制

分析永磁直线同步电机的数学模型。针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点,把整数阶PID控制扩展到分数阶,用Oustaloup递推算法对分数阶微分算子sv进行拟合,用分数阶PIλDμ控制代替常规PID控制并与模糊控制相结合,提出一种模糊自适应分数阶PIλDμ控制器,利用模糊逻辑实现分数阶PIλDμ控制参数的在线调整。并对该控制算法进行仿真研究,仿真结果表明:该控制算法具有较好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性。

基于改进的量子进化算法的PIλDμ控制器整定

根据改进的量子进化算法提出了一种PIλDμ控制器整定方法。在该方法中,控制器的5个参数Kp,Ki,Kd,λ,μ被选为优化变量。在染色体中,每个量子位有3个Bloch球面坐标,经过解空间变换后,它们对应待求参数的值。同时,在每一代中,最优染色体和最优解可被选择出来,并根据得到的解的性能进行染色体的更新和变异操作。经过若干次的迭代操作,可以得到最优PIλDμ控制器的参数值。在迭代过程中,以积分时间乘以绝对误差(ITAE)作为控制器的性能指标进行最优解的判定。与其他整定方法得到的控制器性能比较,仿真实验结果说明了此方法的有效性。

ADμC812中A/D转换器的安全问题

ADμC812内集成的ADC转换模块,包含了8通道、12位、单电源A/D转换器。这些A/D转换器由基于电容DAC的常规逐次逼近转换器组成,接收的模拟输入范围为0～+V_(REF)(+2.5V)。另外,此模块还为用户提供片内基准、校准特性,模块内的所有部件能方便地通过3个寄存器SFR接口来设置。总之,ADμC812的ADC模块具有与一般ADC芯片相比拟的性能,并且操作简单、可靠性高,采集速率可高达200kHz。但是,ADμC812内集成的ADC转换模块有其特殊性,如果应用不适当,轻则影响ADC的性能,重则电路完全不能工作,甚至烧毁器件。

交流伺服系统的一种PIλDμ控制器设计方法

针对交流伺服系统,建立了数学模型,并设计了一种分数阶PIλDμ控制器设计。在利用传统PID参数整定方法确定比例增益k p、积分增益k i和微分增益k d的基础上,结合相位裕度定义,在相位裕度和截止频率给定的情况下完成积分阶次λ和微分阶次μ的设计。在求解积分阶次成λ和微分阶次μ时,采用一种简单易行的图解方法,巧妙地将求解一组非线性方程的问题转化为绘制两曲线求交点的问题。仿真结果表明,相对于传统PID控制器,本文设计的PIλDμ控制器,跟踪响应快,抗干扰能力强,鲁棒性好。

基于ADμC812的多路温湿度监测系统的设计

利用ADμC812单片机的串行口通过RS232接口与PC机通信,构成多路分布式温湿监测系统,可对输入量进行全面及时准确的判断和测量,并进行数据显示、打印和报警。实验结果表明,该系统的硬件设计简单,成本低、功耗小、体积小、控温效果好,具有一定的实用价值。

最优分数阶PIλ Dμ网络时延控制器

将分数阶控制理论应用于网络控制系统的时延研究当中,设计了适用于网络控制系统的分数阶最优PIλDμ控制器,并通过仿真实验将其针对固定时延和随机诱导时延的控制效果与整数阶最优PID控制器作了比较.实验结果表明,分数阶控制器和整数阶控制器在应用于对象为整数阶的网络控制系统时均能得到较为理想的效果,但分数阶控制器得到的阶跃响应的超调量更小、上升时间和调节时间也都相对更短,这说明最优分数阶PIλDμ针对网络时延具有更为理想的控制效果.

分数阶 PIλDμ控制器设计及应用实验

按照有限记忆数字实现法,利用RSLogix5000中结构化文本语言,设计了以CompactLogix控制器为核心的分数阶PIλDμ双容水箱液位控制实验平台,并完成了分数阶PIλDμ控制器在罗克韦尔PLC平台上的控制实验,解决了分数阶PIλDμ控制器的工程实现问题。结果表明,分数阶PIλDμ控制器在惯性比较大的系统中具有很好的控制特性,结构化文本编程的方法符合IEC 61134国际标准,方便可行,适用性强,可以推广到实际生产过程中,具有一定的工程应用价值。

波长对双色激光场中H_2^+和(DμD)^+解离的影响

利用短时指数传播子的对称分割和快速傅立叶变换等方法 ,对含时薛定谔方程进行了数值求解 ,研究了双色(基频 :780 nm,二倍频 :390 nm)激光场对 H+ 2 离子和 (DμD) + 离子解离的相干控制以及基频激光的波长对相干控制作用的影响 .数值结果显示 ,光解离几率灵敏地随双色光之间的相对相位的变化而变化 ,光解离碎片的动量分布也与相对相位的大小有关 ;H+ 2 离子和 (DμD) + 离子在双色激光场中的光解离情况有很大不同 .

ADμC812的数据采集子系统及其ISP技术

主要介绍AD公司推出的在系统可编程微转换器AD_μC812的ADC采集子系统的组成、结构和控制特性;对片内Flash存储器的在系统编程技术和程序调试方式;举例说明如何采用中断方式定时进行AD数据采集和数字滤波的过程。

基于ADμC812的三相电能设计

本文介绍了数据采集系统芯片ADmC812的特点,并给出了该芯片在电能测量中的应用实例。该基于ADmC812技术的新型电能测量系统具有实时处理、性能稳定、成本低廉等特点。

空气处理机组的分数阶PIλDμ控制研究

针对暖通空调系统中,具有较大时滞、大惯性等动态特性的空气处理设备,综合分数阶建模和自动控制理论,提出了基于分数阶PIλDμ的控制方案。首先,对空气处理机组,进行数学建模。然后用阶数搜索法与频域分析法,获取相应的控制参数,因而构建出空气处理机组的分数阶PIλDμ控制系统,且通过实例仿真对其进行验证。结果表明,该控制系统是可行的。而且,比传统PID控制系统,其控制性能指标更好,进一步的提升了空气处理机组的使用寿命。

ADμC812内部ADC的应用

介绍ADμC812内部ADC的应用,给出安全应用A/D转换器的电源条件,并详细介绍ADμC812内部ADC的C51驱动程序及ADC转换模块的电路构成中应注意的事项。

基于分数阶PIλDμ的非线性分数阶主动控制悬架研究

本文针对含非线性刚度和分数阶阻尼的悬架模型进行主动控制研究。在传统线性悬架模型的基础上进行改进,建立了含有三次方非线性刚度及分数阶阻尼的二自由度1/4车数学模型,并利用Oustaloup滤波器算法近似计算该模型中的分数阶微积分算子,然后分别设计分数阶PIλDμ控制器和整数阶PID控制器对该悬架系统进行主动控制研究。仿真结果表明,基于分数阶PIλDμ控制器的主动控制悬架和基于整数阶PID控制器的主动控制悬架都能够改善汽车悬架的平顺性和稳定性,但是分数阶PIλDμ主动控制效果明显优于整数阶PID控制,验证了非线性分数阶悬架模型的合理性和分数阶PIλDμ控制的有效性。

基于分数阶PIλDμ的船舶航向控制

船舶在海上航行时受到海风、海浪和海流等环境扰动作用，这造成在不同航速下船舶动力学模型的参数不确定性，本文对船舶本体运动和风浪流干扰进行建模，提出一种基于分数阶PIλDμ的抑制风浪干扰的的航向控制算法，并与传统 PID算法进行对比，针对某型船舶动力学模型在6级海风和5级海浪海况下进行对比数字仿真。仿真结果表明，该算法在不同航速下具有较好的控制品质和鲁棒性，对风浪干扰具有良好的适应性，可应用于船舶的航向控制，易于工程实现。