一种纯时滞系统的鲁棒控制优化设计方法

针对工业控制中较常见的单容纯时滞系统难于控制的问题,考虑优化控制对象的鲁棒性强和阶跃响应时间短等综合性能,依据纯时滞系统的两次优化控制方法,利用误差绝对值与时间的积分(ITAE)作为性能评价标准,提出一种纯时滞系统鲁棒控制优化的设计方法,设计方案包括分时模型的选择和参数优化两部分.给出了相应的优化算法,使用克隆和混沌技术进行参数优化.最后给出优化参数的系统阶跃响应的对比结果,仿真结果验证了本文时滞系统的控制优化设计方法有效准确.

鲁棒近似时间最优控制及其在电机伺服系统的应用

提出一种在双积分伺服系统中实现快速无静差定点跟踪的控制方案。控制律以近似时间最优控制律为主体,引入对未知扰动的补偿,通过一个扩展状态观测器对系统中不可量测的速度信号和未知扰动进行估计。从理论上分析了闭环系统的稳定性。把这种控制方案用于一个永磁同步电机的位置-速度环的定点跟踪控制,并进行了Matlab数字仿真和基于TMS320F2812DSP的实验研究,结果表明所设计的控制系统可以对大范围的给定目标进行快速和准确的跟踪,且对扰动和系统参数差异具有较好的性能鲁棒性。

对称极点配置的不稳定时滞系统优化控制

探讨工业过程中包含单个右半平面极点不稳定时滞对象的稳定控制,大时滞系统的优化控制设计,对不稳定加时延模型中的不稳定部分采用比例反馈,把不稳定部分的右半平面极点配置为对称的左半平面极点,然后用两次优化方法对稳定时滞过程进行优化控制设计,形成不稳定时滞对象优化控制结构,分析不稳定时滞对象控制响应的性能,最后给出仿真几种不同难控度对象的响应结果,表明系统控制结构的简单实用,改进了对大时滞(L/T≤8)不稳定对象的鲁棒控制与抗干扰能力。

交叉口行人二次过街控制方案优化设计

步行交通是城市居民出行的重要交通方式,行人过街的安全问题已成为社会关注的焦点。城市交通组织主要围绕机动车交通展开,而忽视行人交通组织。针对交叉口行人过街问题,以福州市工业路—西二环路交叉口为研究对象,确定交叉口行人二次过街的信号控制优化方案,提出2种相位相序方案,并应用VISSIM交通仿真软件对优化前后的交叉口交通运行进行评价分析。仿真结果表明:采用行人二次过街方式后,交叉口的行人过街和车辆延误均有下降,优化控制方案是可行的。

分段线性多开关时间次优控制系统的设计

提出一种新的时间次优控制系统的设计方法，利用分段线性近似构造了一个结构比较简单的开关函数，使系统在最大程度上逼近时间最优控制；同时在进入奇异振荡工作状态之前，自动由ＢＢＣ方式切换成线性控制，解决了切换试凑的困难。应用本文方法设计了某水下航行器航深时间次优控制系统并进行了仿真研究，仿真结果表明了本文方法的有效性。

吹瓶机炉温控制系统的二次优化控制及仿真

针对高速PET瓶胚加热炉的数学模型,应用纯时滞二次优化控制原理对其优化。先将无穷维因子用分时模型逼近,根据ITAE最优可综合准则,设计状态观测器实现第一次优化;然后返回到无穷维空间,找到满足性能指标的最优时间比例尺,实现受控系统的第二次优化。在仿真实验中,选取不同的最优传递函数参数集,得到二阶分时模型时系统的最优控制方法。同时采用4阶分时模型对系统进行优化,并与经典的Ziegler-Nichols(Z-N)整定和Cohen-Coon(C-C)整定进行比较。实验表明,ITAE二次优化控制器对纯时滞控制系统有良好的优化效果。

基于Cauchy分布的二次RDO编码码率控制算法

为提高码率控制精度和图像质量,通过基于Cauchy分布源模型的率失真分析,得出了精确的码率(RQ)模型和失真(DQ)模型,在此基础上提出了一种低码率下的宏块层码率控制算法.该算法在宏块层上利用新的RQ模型计算量化参数,并采用率失真优化技术(RDO)对部分宏块进行二次编码,从而进一步优化选择编码模式,提高了编码效率.实验结果表明,与H.264参考软件JM 8.6中采用的码率控制算法相比,该算法得到的平均峰值信噪比最大提高了0.81 dB,而且能显著降低比特数估计偏差,更准确地进行码率控制.

纯时滞两次ITAE优化控制系统的背驰定律

本文给出纯时滞系统新的二次优化控制算法 ,即不论在有穷维空间 ,还是在无穷维空间 ,两次都用 ITAE优化控制律进行优化 .这种系统 ,设定的一次优化超调 δ1(μ) %愈小 ,二次优化超调 δ2 (μ)愈大 ,系统的鲁棒性愈强 ,称之为背驰定律 .最后讨论一个算例 ,结果表明 ,鲁棒性强 ,对时变时滞系统的优化控制 ,更具有工程实用价值 .

一种永磁同步电动机混合式电流控制策略

为了改善矢量控制永磁同步电动机(PMSM)的d、q轴定子电流动态性能,介绍了一种应用于小电感永磁同步电动机的时间最优控制与PI混合式(TOC-PI)电流控制策略。基于时间最优控制(TOC)理论,推导出控制d、q轴电流的最优开关曲线;基于该曲线及电流误差获取d、q轴电压,从而使得d、q轴电流以最短时间到达给定值;利用模糊开关在TOC和PI控制间切换,以减小TOC控制稳态电流脉动。仿真及实验结果证明了这种控制方法比PI控制具有更好的动态性能,同时也改善了TOC控制的稳态性能。

扰动补偿变阻尼近似时间最优控制的应用研究

给出一种带扰动补偿的变阻尼近似时间最优控制方案的参数化设计,用于在双积分伺服系统中实现快速无静差的定点跟踪。在控制方案中,当系统误差较大时采用时间最优控制律来执行尽可能快的加/减速运动,而在小误差段内则平滑切换为线性控制,并对闭环阻尼进行动态调度;通过设计一个降阶的扩展状态观测器对系统中不可量测的速度信号和未知扰动进行估计,并用于反馈控制和扰动补偿。把这种设计用于一个永磁同步电机的位置-速度环的定点跟踪控制,并利用TMS320F2812 DSP进行了实验研究,结果验证了控制方案的有效性。

扩展近似时间最优伺服控制及其试验验证

针对带有惯性阻尼环节的典型伺服系统,提出一种能实现大范围快速定点运动的控制方案。控制方案首先利用时间最优控制律进行快速目标追踪,当系统速度下降到一定范围内时平滑切换成线性控制律。采用线性控制区内的闭环极点阻尼系统和自然频率作为设计参数,给出了全参数化的控制律。基于Lyapunov理论分析了控制系统的闭环稳定性。将该控制方案用于一个直流伺服电机的位置-速度环的定点位置控制,并进行了MATLAB数字仿真和基于TMS320F28335 DSC的试验研究。结果表明:所设计的控制系统可以对大范围的给定目标进行快速和准确的跟踪,且对扰动和系统参数差异具有较好的鲁棒性。

化学镀镍在线维护系统设计

针对化学镀镍主盐离子浓度滞后离线监测和主观经验补加引起表面质量不一致的问题,设计开发了镀液在线分析及自动补加维护系统,研究了硅光电池溶液离子浓度监测方法和基于二次优化控制(TOC)算法的补加控制方案,结果表明:离子浓度监测准确,补加响应迅速、无超调现象。

溶解氧大时滞过程的二次优化控制设计

溶解氧浓度(DO)大时滞过程控制是污水生化处理的核心环节,氧气不足和氧气过量都会导致污水处理的效果下降,传统的PID控制效果不佳,神经网络、模糊控制等智能算法复杂且不能解决大时滞问题。采用二次优化控制(TOC)算法,使控制系统响应过程更加平滑,解决了控制系统抗干扰能力弱的缺点。仿真结果表明,该算法能很好的控制溶解氧的浓度,且系统具有极强的鲁棒性。

纯滞后 TOC 系统参数鲁棒性研究

以一阶纯滞后对象为例，利用参数敏感度定义，在理论上分析了基于ＩＴＡＥ控制律设计的二次优化控制ＴＯＣ（ｔｗｉｃｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｔｒｏｌ）系统的参数鲁棒性，在大量仿真研究的基础上，给出了参数（Ｋ，τ）鲁棒性曲线图。应用结果表明，ＴＯＣ系统性能指标好，鲁棒性强。

双容时滞系统二次优化控制的非线性化设计

为已实现优化控制的双容时滞系统的再优化,给出一个新的非线性化设计算法.首先根据双容时滞系统(SODTS)二次优化控制原理构造系统无穷维状态观测器,并证明它可以消去时滞对系统的影响,有较强的魯棒性;然后应用均方根放大器(SRA)对它进行非线性化设计,以提高系统的快速性;最后给出了一个非线性化算例和一个比较研究算例.结果表明:新系统不仅具有更快速更平稳的跟踪响应,而且对负荷扰动和参数扰动具有很强的鲁棒性,算法适用性强且易于实现.

二阶不稳定时滞过程的二次优化控制及结构整形

针对一类二阶不稳定时滞系统的抗扰动鲁棒性和动态响应问题,提出二次优化控制结构整形的方法来实现其优化控制.首先运用二次优化控制原理,设计系统的无穷维控制器和观测器.然后再用增强局部反馈Kf的结构整形方法,来消除其过渡过程中出现的微振现象.最后通过实例仿真与内模滤波器PID(proportionalintegral-derivative)、改进型Smith两种方案作对比研究,证明了本文方法在跟踪响应以及抗扰动鲁棒性方面的优越性.