基于压电叠堆的智能风洞尾支杆结构主动抑振PD参数整定

验证飞行器气动性能往往需要进行风洞全模试验,尾支杆支撑结构设计简单、拆装便捷、对试验流场干扰低,因此全尺寸模型普遍采用尾支杆支撑形式。但其支撑刚度低、结构阻尼小,容易引发支杆-模型系统的振动。本文基于压电叠堆设计了集成于尾支杆根部的智能主动抑振结构,应用改进粒子群算法对工程上常用的比例微分(PD)控制方法进行了整定优化,改善了其参数整定所需时间长、整定效率不高的问题。控制仿真及试验结果表明,采用基于改进粒子群算法的PD控制器可降低振动信号振幅最大值为52%,缩短99.48%的调整时间,抑振效果明显,能够为风洞尾支杆主动控制提供理论及实践参考。

电动轮驱动汽车动力学最优PD控制仿真

由于电动轮驱动汽车的本身特点使其动力学控制系统大大简化。提出了采用最优PD控制的电动轮驱动汽车动力学控制方法。该方法根据转向角与车速信号由汽车线性动力学模型产生理想汽车横摆角速度与质心侧偏角,通过实时检测汽车横摆角速度与质心偏角并根据其与理想值的差值产生PD反馈控制。PD增益系数采用最优控制方法整定。仿真表明该控制器可在各种行驶路面及工况下实时调整各驱动轮的驱动转矩从而调整汽车运动状态,保持汽车在各种行驶路面尤其是低附着路面上的稳定行驶的能力,使其稳定性与安全性得到明显提高。

直驱式电液伺服转叶舵机退火蚁群寻优PD控制

针对直驱式电液伺服转叶舵机转动惯量大、时变不确定性和外负载复杂的特点,提出一种以最大最小蚂蚁算法和模拟退火策略为基础的具有不完全微分的PD控制器的设计方法。该控制器能在线搜索出一组最优PD控制参数Kp*和Kd*作为直驱式电液伺服转叶舵机实时控制中的PD控制器参数。在直驱式电液伺服转叶舵机及加载实验台上进行了阶跃响应和斜坡响应实验。实验结果表明,与传统PD控制器相比,基于退火蚂蚁群算法的PD控制器具有良好的动态性能和鲁棒性,能有效地提高直驱式电液伺服转叶舵机的控制精确度。

非线性系统近似最优PD动态补偿控制

本文研究了一类基于动态补偿的非线性系统的近似最优PD控制的问题.用微分方程的逐次逼近理论将非线性系统的最优控制问题转化为求解线性非齐次两点边值序列问题,并提供了从时域最优状态反馈到频域最优PD控制器参数的优化方法,从而获取系统最优的动态补偿网络,设计出最优PD整定参数,给出其实现算法.最后仿真示例将所提出的方法与传统的线性二次型调节器(LQR)逐次逼近方法相比较,表明该方法具有良好的动态性能和鲁棒性.

无线网络控制系统的Fuzzy-PD控制器设计与仿真

基于网络控制仿真软件TrueTime以及Matlab/Simulink环境构建了一个无线网络控制系统仿真模型,对系统模型和控制策略进行了仿真实验;设计了一种Fuzzy-PD控制器,提出了一种无线网络控制器参数离线优化的方法,即利用ITAE作为重要参考指标对Fuzzy-PD控制器进行离线调整,通过调整Fuzzy-PD控制器的转换参数改善控制器在不同网络带宽占用率下的控制性能。仿真结果验证了Fuzzy-PD控制算法优于传统的PD控制算法和Fuzzy控制算法。

控制系统I-PD控制器参数的优化设计

介绍I PD调节器的设计方法,仿真结果表明,对同一被控对象,I PD控制比传统的PID控制,系统的动态品质要优越。

主动振动控制中PPF+PD的应用

研究利用PPF(Positive Position Feedback)和PD(Proportional-Derivative)相结合的方法对悬臂梁进行主动振动控制。理论分析表明:采用PPF和PD相结合对梁进行振动控制优于单独使用PPF对悬臂梁的振动控制;利用根轨迹以及作动器结构频率和系统特征根实部的关系对该方法的相关参数进行优化;比对悬臂进行主动振动控制仿真,结果表明:该方法的控制效果要比PPF方法的效果好,且参数优化过后,控制效果得到进一步改善。

基于前向PD控制的拟态物理学优化算法研究

针对拟态物理学算法局部搜索能力弱的缺陷,提出一种在拟态物理学算法模型中前向引入PD控制器的改进算法,通过对APO算法的位置迭代公式化简后进行z变换,并前向引入PD控制器,再通过z反变换,并化简得到位置的迭代公式和速度的迭代公式,从而得出APO的改进模型APO-PD,最后通过低维和高维的函数性能测试说明了改进的APO算法的有效性。

基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计

针对传统控制器存在的响应速度较慢、超调较大及鲁棒性较差等问题,提出一种基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计方法。首先,建立含飞轮储能的两区域互联电网AGC系统模型,模拟飞轮储能联合火电机组参与AGC的过程。然后,设计一种基于串级PI-(1+PD)算法的AGC控制器。外环采用PI控制,内环采用带滤波系数的(1+PD)控制。在保证系统稳态性能的前提下,提高动态响应速度和抗扰能力,并通过粒子群算法的迭代寻优获得最优的控制器参数。最后,基于Matlab/Simulink进行算例仿真分析。结果表明:与传统PID控制和PI-PD控制相比,所提方法不仅具有更快的响应速度与更小的超调量,而且增强了系统抵御内部参数摄动的鲁棒性。

级联PD-模糊PID控制器的自动发电控制方法

为了解决传统混合电源统一电力系统的自动发电控制问题,提出了一种级联PD-模糊PID控制器。采用灰狼优化和基于教与学优化算法的混合优化(GWO-TLBO)技术对该级联PD-模糊PID控制器的缩放参数进行优化。在优化过程中,在区域1加入0.01 pu的突发负载干扰,并以积分时间绝对误差作为评价函数。在分析系统的动态性能时,考虑了交流联络线和交流-直流联络线。在负载随机变化和标称参数变化情况下,进一步验证了级联PD-模糊PID控制器的鲁棒性和灵敏度,利用时间响应指标对系统的动态特性进行分析。通过提出方法获得的最优参数与现有成果进行比较,得出使用级联PD-模糊PID控制器的Δf1、Δf2及ΔPtie沉降时间相比PID分别提高了93.36%、84.46%、91.13%,相比模糊PID分别提高了82.59%、56.15%、65.06%。仿真结果表明,级联PD-模糊PID控制器优于其他控制器,解决了传统混合电源统一电力系统的自动发电控制问题,可为电力系统自动发电控制提供借鉴。

基于内模与PD技术的两级过热汽温协同控制

大型火力发电机组主汽温被控对象具有大迟延、大惯性、受干扰因素多以及不同负荷下的被控对象模型变化大等特性,同时面临着煤质多变、环境多变、负荷多变等各种复杂恶劣的工况,尤其是低氮燃烧器改造后锅炉配煤、配风方式与设计工况相比有了较大的改变,常规串级过热汽温控制不能满足控制要求。采用内模与PD控制算法构建了一、二级协同控制策略,同时将该策略应用于某电厂330 MW亚临界机组。实践结果表明:无论是稳态工况或者复杂的变负荷工况,过热汽温优化控制策略都能够很好地控制过热器出口汽温,实现汽温控制的主动超前调节,减少过热汽温的波动幅度与超温次数,大大减少了运行人员的人为干预调节,实现了机组安全稳定经济运行。

基于PD控制算法与Isight系数优化的无人机轨迹跟踪

建立了无人机飞行动力学模型,设计了PD控制算法对无人机进行轨迹跟踪控制;基于Isight软件将多岛遗传算法和序列二次规划法相结合,对PD控制系数进行了优化调节,获得了较好的控制效果;对优化所得结果进行了仿真验证。仿真结果表明,PD控制算法可以较好地实现对无人机的轨迹跟踪控制,位置误差与速度误差最大值基本为0,组合优化方法可以提高参数寻优效果,可将代价函数减小2.9%。

基于粒子群算法的挖掘机PD控制器设计

针对挖掘机精确轨迹控制问题,构建了挖掘机动力学模型,搭建了Simulink仿真环境下挖掘机动力学模块、PD控制系统模块和可自动调用的PD参数输入模块;通过PSO最优搜寻得到PD权重参数,然后在PSO程序中定义挖掘机动力学模型,最后在动态控制下进行一个闭环快速自适应整定联合仿真。仿真结果表明,采用基于粒子群算法的挖掘机PD控制器与传统的试凑法都能达到期望的轨迹控制,且都能较好地贴近理论值,但基于粒子群算法的挖掘机PD控制器能够快速自适应整定。在挖掘轨迹起始过程中,相较于试凑法中K_(P)和K_(V)组合为200-5,粒子群算法的PD控制器要收敛近75%,降低了系统的稳态误差,大大提高了液压挖掘机的稳定性和精确性。

基于Matlab/Simulink的航天器姿态动力学与控制仿真框架

搭建了基于Matlab/Simulink的航天器姿态动力学与控制仿真框架;基于该框架和非线性控制设计模块完成了一类带动量轮机构的航天器PD姿态控制器参数优化设计与姿态仿真研究。研究结果表明:1)基于Matlab/Simulink的航天器姿态动力学与控制仿真框架具有可重用性好、继承性强的优点;2)非线性控制设计模块可以有效地完成非线性系统控制器参数优化设计。

基于模糊神经的柔性臂变负载控制方法

基于奇异摄动将单连杆柔性机械臂动力学模型分解为慢、快变子系统,传统方法分别采用PD控制和最优控制能取得较好控制效果,但负载不确定时,控制效果并不理想。提出对于慢变子系统,采用模糊神经、PD控制相结合的控制方法,对于快变子系统,采用模糊神经、最优控制相结合的控制方法。当负载变化时,采用模糊神经控制器根据实际负载对PD参数及最优控制参数进行调整,达到更优的控制效果。分别采用传统方法及本文提出的改进方法在变负载条件下作了仿真实验,结果表明后者的控制效果明显优于前者。给出了慢、快变子系统模糊神经控制器在变负载条件下训练参数的获取方法。

汽车电动助力转向系统的匹配分析及优化设计

在对汽车电动助力转向系统(EPS)的结构及其动力学特性分析的基础上,建立了线性三自由度汽车模型与EPS系统的集成数学模型。采用单参数自适应模糊PD控制策略,通过时域和频域的仿真计算,研究了EPS与整车动态性能的匹配关系及EPS主要参数的设计原则,并给出了EPS系统主要参数所必须满足的稳定性准则。在此基础上,建立了汽车系统和电动助力转向系统的综合系统多目标优化设计模型,并采用遗传算法对EPS主要参数进行优化设计。最后,通过试验验证了所设计的硬件参数和控制算法的有效性。

模糊PID控制规则的优化

介绍了模糊PD控制规则的优化方法,提出了模糊PID控制规则的优化策略以及在线自调整策略,并以数字仿真实验证明,该策略的有效性和优越性。

平面2自由度冗余驱动并联机构最优控制

以平面2自由度冗余驱动并联机构为研究对象,推导了该对象的动力学模型,提出了基于该机构动力学模型的最优控制器,详细给出了最优控制器的设计过程。对机构在典型的PD控制器以及所提出的最优控制器下的点到点运动控制进行了仿真实验,同时以机构末端执行器的位置误差、速度误差为被控变量,对比分析了它们的控制精度。实验证明,最优控制能够进一步减小机构在运动中的位置误差和速度误差,提高机构运动精度,获得更好的位置、速度跟踪性能。

蒽醌法生产过氧化氢中钯催化剂的优化控制和常见问题处理

阐述了蒽醌法生产过氧化氢中所用钯催化剂的装填、活化、应用和再生等过程的优化控制和注意事项,并对出现的催化剂粉碎、结块、蒽醌降解、氢效低、催化剂中毒等常见问题进行了原因分析,提出了具体的预防措施和处理办法。

一种智能膝关节假肢及其控制算法研究

为了使下肢假肢的功能更趋近于人体下肢,提出了一种智能膝关节假肢的设计方法及其相应的控制算法.首先,根据人体膝关节的结构特点,设计仿生膝关节的机械组件.并在此基础上,为其添加分体式的膝关节阻尼控制模块.然后,为阻尼控制模块添加控制算法[传统PD控制算法、微粒群(PSO)优化的BP神经网络PD控制算法].最后通过步态测试对比两种不同算法的实际控制效果.最终的实验结果表明:在行走的摆动相,PSO-BP-PD控制相较于传统PD控制,膝关节摆动角度的控制准确度提升5.1°,稳定度下降0.7°.