模糊整定PI参数的双柔性机械臂振动抑制

机械臂伺服驱动系统中柔性因素的存在易导致机械臂输出转速波动,甚至引发系统谐振.为抑制系统转速波动,使机械臂传动系统性能稳定,使用模糊理论整定PI控制器参数的控制策略.根据假设模态法和拉格朗日动力学方程建立了考虑LuGre摩擦模型的双柔性机械臂传动系统动力学方程,并分析了动力学方程中耦合非线性项对系统传动特性的影响.使用极点配置策略确定PI控制器参数的取值范围,后根据模糊规则实时调整控制器参数,以减小伺服系统输出转速的波动,进而抑制系统谐振.最后,借助数值仿真分析和机械臂控制实验,与传统PI控制策略对比,发现本文所述控制策略可使电机端转角跟踪误差绝对值的平均值降低43.066%,柔性负载转角误差的标准差降低46.506%,更加验证了所提模糊规则整定PI控制器参数抑振方法的有效性.

基于改进模糊PI控制的双有源桥DC-DC变换器

在直流微电网中,针对直流负载扰动的过程会造成直流电压动态响应速度缓慢;同时,负荷投切时会引起直流电压超调量大的问题。采用改进模糊PI控制,并将其应用在直流微电网中储能单元的双有源桥DC-DC变换器。首先,在现有模糊PI控制中加入预处理环节,该环节对直流电压的误差大小进行及时判断与跟踪,使直流母线电压迅速达到参考值,提高了直流电压的动态响应速度;其次,分析了现有模糊PI控制算法的规则表对参数调节过程中存在精确度不足的规则,对其进行修改得到改进模糊PI控制的规则表,以减小直流电压的超调量;最后,对所提的改进模糊PI控制进行仿真对比验证。仿真结果表明:对现有的PI控制器和模糊PI控制器而言,改进的模糊PI控制器在稳态响应速度、超调量以及抗干扰性能上得到显著提高,提高了直流母线电压质量。

基于双PI控制器的模块化多电平变换器环流抑制策略

由于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)本身的结构特点带来了桥臂环流问题,环流的存在使得MMC桥臂电流发生畸变,从而提高了器件的额定电流容量,增加了系统成本,甚至威胁功率器件和电容的正常安全运行。为了克服上述问题,首先建立了MMC的数学模型,推导出环流中主要存在直流分量和偶数次环流谐波分量,其中2次、4次谐波所占比重最大。为了实现对环流的有效抑制,提出了一种基于双PI控制器的环流抑制策略;基于该策略搭建了Matlab/Simulink仿真和实验平台,实验和仿真结果验证了环流理论分析的正确性和所提环流抑制策略的有效性。

双重预测PI算法在单晶硅生长炉中的应用

直拉法单晶硅直径的控制难点在于过程对象的大惯性、大滞后、非线性及多干扰。采用双重控制思想,快则治标,主控制器快速调整拉晶速度,快速影响直径;缓则治本,副控制器平稳调整液面温度,保证产品质量。针对对象的惯性和滞后,结合预测PI控制算法,提出双重预测PI控制算法。算法简洁,结果表明,采用双重预测PI控制算法,能够协调控制拉晶速度和液面温度,兼顾系统快速性和产品质量。特别在液面温度的控制上,该算法可以提高系统的工作频率,平稳且快速调整液面温度。控制系统运行稳定,该算法具有实用价值。

基于fuzzy-PI双模控制的光伏发电系统最大功率点跟踪仿真研究

为了提高太阳电池阵列的工作效率和整个光伏发电系统的稳定性,在光伏发电系统中需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪。为了消除常规模糊跟踪算法在最大功率点附近出现的振荡问题,在分析光伏电池伏安特性的基础上,提出了fuzzy-PI双模控制策略,分析了该控制算法的原理,并对控制系统做了设计。Matlab/Simulink仿真表明fuzzy-PI双模控制能够快速、准确地跟踪最大功率点,避免了最大功率点处的振荡,提高了系统稳定性和能量转换效率,从而使整个双模控制兼有了MPPT精确性与快速性。

基于改进重复控制和双闭环PI控制的逆变器研究

针对逆变器由于输入直流电压波动、桥臂控制死区和带非线性负载引起输出电压波形畸变,供电品质下降等问题,建立了PWM逆变器的数学模型,提出了一种基于改进重复控制和双闭环PI控制相结合的逆变器新型控制方案,采用改进重复控制方法提高逆变器的稳态精度,利用双闭环PI控制方法改善逆变器的动态特性。该方案在一套基于STM32F103VB控制系统的UPS电源装置逆变单元进行了相关实验,实验结果表明,设计的逆变器稳态精度高,动态响应快。

模糊-PI双模控制与模糊控制的仿真比较

典型的二维模糊控制器因缺少积分环节,难以消除稳态误差,因此控制的精度常常不能满足系统要求。而PI控制器具有良好的消除稳态误差的作用,所以通常将其与模糊控制器结合构成复合控制器。模糊-PI控制的结构多种多样,选取其中的一种——双模控制,通过在MATLAB/Simulink中建立其模型,对其进行了大量的仿真,将其结果与相同条件下典型模糊控制的仿真结果进行比较,得出双模控制在消除稳态误差方面优于模糊控制,并在参数选取方面得出了一定的结论。

基于分数阶PI的逆变器双环控制研究

研究逆变器波形控制技术的问题,传统PI控制存在明显的缺点,导致输出电压质量不佳。为了提高逆变器输出电压的稳态和动态性能,提出了一种新的分数阶PI控制策略。分数阶PI控制器比PI控制器多了一个可调参数λ,使设计更加灵活,性能更加优越。仿真结果显示,分数阶PI控制策略提高了逆变器输出电压的稳态精度,增强了负载抗干扰能力,系统获得较快的动态响应,改进控制策略对于中小型风力发电系统并网逆变器的实际应用具有重要圣者价值。

一种模糊-PI双模控制系统的仿真与设计

为了提高系统的控制性能,综合了模糊控制和PID控制的优点,提出一种基于模糊-PI双模控制器设计方法。典型的二维模糊控制器因缺少积分环节,难以消除稳态误差,控制的精度常常不能满足系统要求;而PI控制器具有良好的消除稳态误差的作用,所以将其与模糊控制器结合构成复合控制器。通过Matlab/Simulink仿真,结果表明,与经典的PID控制方式相比较,该控制方式在快速性、稳态性及准确性方面都有较大提高。

基于极点配置PI数字双环PWM逆变器的研究

本文分析了正弦波PWM逆变器的实际应用情况和数字控制的特点,在建立了逆变器及其控制系统的状态空间模型基础之上,采用了一种带输出电流前馈的PI数字双环控制方案(电感电流内环电压外环),并对控制系统直接离散化后利用极点配置的方法设计了控制系统参数,最后给出了在各种实验条件下的仿真波形。仿真结果表明,该方案设计简单可行,并能很好地达到逆变电源的各项性能指标要求。

直驱永磁同步风力发电机灰色预测PI控制

随着高性能优质永磁材料的研发和大功率变流技术的发展,直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)得到越来越多的应用,风电系统具有的时变性和非线性使得传统的控制方法很难取得令人满意的控制效果。为此,基于D-PMSG机侧PI控制,在最大功率点跟踪(MPPT)下,提出一种灰色预测与传统PI控制相结合的方法,搭建了包括D-PMSG和灰色预测PI控制器的风电控制系统仿真模型。仿真结果表明,与传统的PI控制相比,灰色预测PI控制具有响应更快、鲁棒性更好、超调量更小等优点。

基于状态空间的PWH逆变器的PI数字双环控制方法研究

本文分析了正弦波PWM逆变器的实际应用情况和数字控制的特点,在建立了逆变器及其控制系统的状态空间模型基础之上,采用了一种带输出电流前馈的PI数字双环控制方案(电感电流内环输出电压外环),并对控制系统直接离散化后利用极点配置的方法设计了控制系统参数,最后给出了在各种实验条件下的仿真波形。仿真结果表明,该方案设计简单可行,并能很好地达到逆变电源的各项性能指标要求。

基于电压双闭环模糊PI控制的三相变频调压电源控制方案

在变频调压电源逆变器输出侧电压的瞬时值、有效值电压双闭环PI控制基础上,通过添加模糊控制规则,设计了一种参数自调节电压双闭环模糊PI控制方法。仿真结果表明:该控制方法超调量较小、响应较快,稳定性高,其效果明显优于单一的电压双闭环PI控制方法。

基于模糊PI的复合电源双向DC-DC变换器研究

针对电动汽车复合电源中基于传统PI的双重移相控制双有源桥DC-DC变换器在负载和输入电压出现扰动时存在动态响应速度慢和超调量大的缺陷,通过有机结合传统PI和模糊逻辑控制,提出基于模糊PI的双重移相控制策略。首先分析双重移相控制下变换器的具体工作过程和功率特性,然后阐述基于模糊PI的双重移相控制实现方式,并详细说明模糊PI控制器的设计方法。最后通过实验论证所提出的控制策略可以有效提高变换器的动态响应速度和鲁棒性,减小输出电压波动。

基于模糊PID控制的变速器加载控制系统的仿真研究

随着变速器加载控制技术的发展,常规PID控制器已经不能满足对变速器加载运行时的动态和静态性能要求。本研究分析了变速器加载控制系统的结构原理,设计了模糊PID-PI双闭环控制器对变速器进行加载控制,并运用S imu link分别对模糊PID-PI控制器和常规PID-PI控制器进行了仿真。结果表明,模糊PID-PI控制器具有更好的控制特性。

一种双模糊PI控制器在PMSM控制系统的研究

针对模糊自整定PI控制器的不足以及永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的非线性、参数时变等特点,为进一步改善永磁同步电机控制系统性能,在基本二维模糊PI控制器的基础上引入了一维模糊控制器,构成了一种双模糊PI控制器。对所提出的双模糊PI控制器的输入输出关系进行理论推导并进行结构解析,得出该控制器是一种非线性的变参数PID控制器。在SIMULINK中构建系统仿真结构框图,进行仿真分析。仿真结果表明所提出的双模糊PI控制器使得PMSM具有更好的稳态性能和抗干扰性能。

基于Fuzzy-PI双模控制器的燃气发生器压强控制算法研究

为了改善燃气发生器流量调节控制系统的性能,建立了系统的数学模型。针对系统具有较强的非线性和时变性的特点,引入模糊-PI双模控制器对燃气发生器内压强闭环控制,在系统偏差较大时采用模糊控制器,以获得良好的瞬态性能;在系统偏差较小时采用PI控制器,以获得良好的稳态性能。仿真结果表明:模糊-PI双模控制器集模糊控制器与经典PI控制器的优点于一身,在不同的工作状况下具有响应速度快、超调量低、鲁棒性好、抗干扰能力强等优点,相比于经典PI控制器响应时间最高可缩短4.11s,超调量最多减小约4.5倍,提高了燃气流量调节系统的控制精度。

双重预测PI算法在反应釜温度控制中的应用

针对反应釜温度控制过程中存在大时滞、大惯性、非线性以及频繁调温等特点,采用传统PID控制效果不佳的情况,提出一种预测PI(proportion integration)算法和双重控制相结合的方法。主控制器保证调温过程温度变化的快速性,副控制器实时微调阀门出水流速,减小切换调温源时的能量损耗,保证经济性。主、副控制器皆采用预测PI控制器,可有效解决大时滞及大惯性问题。仿真结果表明:双重预测PI算法具有较快的响应速度,控制系统的上升时间仅为带Smith预估补偿的PID控制系统的41.9%,同时还拥有较好的抗干扰性和较强的鲁棒性。

基于模糊PI控制的无刷直流电机转速阶跃响应

为了验证模糊PI控制器响应的快速性和鲁棒性,提出了一种单一变量的实验方法。实验中,采取阶跃输入、无刷直流电机等不变量,控制器的类型为单一变量,包括双闭环PI控制器、模糊PI控制器和双模糊控制器,并针对3种控制器分别建立仿真模型并分析了电机响应波形。实验结果表明,模糊PI控制器的阶跃响应调整时间为0.01 s,相较于双闭环PI控制器的0.03 s和双模糊PI控制器的0.012 s,调整时间最短。模糊PI控制器的外加扰动的波形扰动峰值为1.1 r/min,调整时间为0.02 s,相较于双闭环PI控制器的1.3 r/min的扰动峰值和0.03 s的调整时间以及双模糊控制器的1.4 r/min的扰动峰值和0.02 s的调整时间,模糊PI控制器扰动峰值最低,调整时间最短。因此,模糊PI控制器结合了经典PI控制器和模糊控制器的优点,响应灵敏且鲁棒性强。实验研究验证了模糊PI控制的有效性和可行性。

二阶加纯滞后环节对象的模糊预测PI控制

在含有纯滞后环节的二阶被控对象工业过程控制系统中,为解决传统的控制系统调节时间过长、有超调量、抗干扰能力差等问题,根据双容水箱的数学模型,结合模糊控制和预测控制的优势,提出一种模糊预测PI控制器,并设计相应的串级智能控制系统。控制系统内回路采用预测PI控制器,外回路采用模糊预测PI控制器,在Matlab/Simulink中进行了仿真实验,并与其他常见的控制方案进行了对比分析。实验结果表明,提出的串级智能控制系统针对二阶加纯滞后环节对象调节时间短、无超调量、鲁棒性强,控制品质较高。