变速积分PID控制在二容水箱系统的实验研究

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了变速积分PID控制研究。在该方法中,分析了变速积分PID控制,推导其控制算法,整定了相关参数。在MATLAB语言环境下编写三种PID控制程序,并将程序应用于二容水箱实验系统,从实验运行结果可见,变速积分PID控制比普通PID控制和积分分离PID控制效果都好,表明使用该控制方法的正确性和优越性。

双路智能温度控制系统的设计开发

当今市场中温度控制成型的产品均以单片机为控制器,为了较理想地解决对被加热物件温度的测量与控制问题,采用ATMEL公司生产的单片机设计了一种温度控制系统,AT90S8535是一种性能优良且很有发展潜力的单片机.并且利用人工智能算法与PID自适应算法的有机结合,使系统控制过程达到最优,提高了系统的精度.介绍了温度控制系统的组成和工作原理,并给出了系统的硬件电路设计和软件设计以及改进的PID自适应算法.

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。

基于遗传算法的控制系统PID参数优化应用研究

针对线性定常系统,提出了基于遗传算法的 PID参数优化方法,用 MATLAB编写出该软件.为了推广利用,设计了一个通用性强、界面友好、使用简便的控制系统参数寻优的软件.通过算例调试,表明该方法使系统有较好的动态特性和稳态特性,利用本图形用户界面可得到 PID控制系统寻优的直接结果,并直观地显示系统的阶跃响应.提供的方法具有一定的实用价值.

倒立摆的双闭环解耦切换模糊控制设计与仿真

针对多变量、非线性的倒立摆系统,设计了双闭环解耦切换模糊控制.在该方法中,对双闭环参数耦合实现了解耦,使角度环控制倒立摆的角度,位置环控制倒立摆小车的位置,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用MATLAB语言编写数字仿真程序,对所设计的方案进行数字仿真,仿真结果表明了方案的正确性和有效性.

平面一级倒立摆的双闭环模糊控制研究

针对多变量、非线性的平面倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制.在该方法中,先将平面一级倒立摆系统进行近似分解成两个非耦合的独立运动,然后设计两个模糊控制器对两个独立运动分别进行控制,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用模糊逻辑推理和SIMULINK仿真程序,对所设计的方案进行了仿真,仿真结果表明了方案的正确性和有效性.

不确定线性系统的鲁棒容错控制

研究了范数有界参数扰动的不确定线性系统的鲁棒容错控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,针对不确定线性系统存在执行器失效情况,给出了闭环系统具有完整性的一个充分条件.应用Riccati不等式和LMI(线性矩阵不等式)2种方法给出了线性不确定系统对执行器失效具有容错性和完整性的设计步骤.最后给出了一个仿真算例,以验证所给设计方法的有效性和简单性.

不确定系统的保性能可靠控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的保性能可靠控制问题.利用LMI给出了不确定线性系统对执行器故障具有渐近稳定性及可靠保性能的充分条件,进而讨论了参数不确定线性系统的保性能可靠控制器的设计问题.根据凸优化理论,给出了最优保性能可靠控制器的线性凸优化设计算法和设计步骤.采用所设计的可靠状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且保持原有的性能指标.

针对面向对象着色Petri网的中国列车运行控制系统建模

中国列车运行控制系统是一种典型的复杂实时分布系统,Petri网是其有效的建模、仿真和验证形式化方法.针对系统特征并以列车、无线闭塞中心等构件为基础,考虑列车的实际运行情况和功能类型,采用面向对象的Petri网实现系统动态特征的描述和建模.

传感器失效不确定时滞系统指数稳定可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数线性系统,研究了在传感器发生故障情况下系统指数稳定鲁棒可靠控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,时变时滞及其变化率有界,并假设故障传感器元件的输出为零。经过适当的状态变换,将原系统的指数稳定鲁棒可靠控制问题转化为另一个等价系统的鲁棒可靠控制问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在指数稳定鲁棒可靠控制器应满足的一个矩阵不等式。为了便于数值求解,将该矩阵不等式转化为线性矩阵不等式(LMI),并给出了可靠控制器的设计方法和步骤。利用该文方法设计的指数稳定鲁棒可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及传感器失效都具有指定衰减度的渐近稳定性。数值算例说明了所提出设计方法的有效性。

不确定时变时滞系统的保成本H_∞鲁棒可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定线性系统,研究了在执行器发生故障情况下系统具有保成本H∞鲁棒可靠控制器设计问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在保成本H∞鲁棒可靠控制器应满足的一个矩阵不等式,进一步将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式(LMI),并给出了系统状态反馈控制器的设计方法,所得的结果是时滞相关的。利用论文方法设计的鲁棒可靠控制器能够使得时变时滞系统对于任意允许的不确定量以及一个预先指定执行器子集中任意执行器失效不仅具有鲁棒容错性,并且使系统存在保成本上界以及具有指定H∞范数的干扰抑制能力。

大型等离子轰击清洗设备中的PLC控制系统构建

介绍等离子轰击清洗设备系统构成、工作过程及技术要求,分析并设计了使用OMRON PLC实现在等离子轰击设备中的真空系统和工件输送系统的多任务联锁控制,对PLC控制系统构建中系统的硬件、软件结构及工作原理进行了说明,并指出了提高系统可靠性和抗干扰设计方法.

二容水箱的模糊自适应PID控制研究

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了模糊自适应整定参数的PID控制策略研究.在该方法中,设计了模糊自适应PID控制,推导控制算法,并在MATLAB语言环境下编写仿真控制程序,仿真运行结果表明控制方案的有效性和正确性。

矩阵变换器驱动永磁同步电机的模型预测转矩控制（英文）

针对三相永磁同步电机(PMSM)系统,采用矩阵变换器(MC)驱动方式,设计了模型预测转矩控制(MPTC)的策略。采用MC驱动替换常规交-直-交变换器,以提高系统输入侧的功率因数(PF),而MPTC预测电压空间矢量保证了系统有良好的转矩和磁链控制效果。在建立MC驱动PMSM系统的数学模型的基础上,给出了MC驱动PMSM的MPTC设计方法。MPTC策略不仅使MC驱动的PMSM系统稳定运行,具有较好的转矩和磁链控制效果,而且输入侧PF能够达到1。与直接转矩控制(DTC)策略相比较,该策略具有更强的抗负载干扰能力和跟踪给定转速变化的能力。最后,通过仿真实验验证了该方法的正确性和有效性。

不确定时滞系统的动态输出反馈保性能可靠控制

针对一类不确定时滞线性系统,研究了在执行器发生故障情况下动态输出反馈保性能可靠控制器的设计问题.利用变量替换方法,给出了系统存在动态输出反馈保性能可靠控制器应同时满足的两个线性矩阵不等式(LMIs),并给出了控制器的设计方法和设计步骤.利用论文方法设计的动态输出反馈保性能可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及执行器失效都保持鲁棒稳定,并且使系统满足保性能的指标要求.数值算例说明了所提出设计方法的有效性.

不确定系统的鲁棒D控制

针对一类范数有界参数不确定线性连续系统,研究了使得闭环系统的所有极点均配置在给定部分扇形区域中的状态反馈控制器设计问题.基于线性矩阵不等式(LMI)处理方法,给出了不确定线性系统存在鲁棒D控制的充分条件,并利用使两个LMIs同时成立的可行解给出了状态反馈控制器的设计算法和设计步骤.最后,通过一算例验证了结果的正确性和有效性.

不平衡电网下三相PWM整流器预测直接功率控制

三相脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)整流器中,当电网电压不平衡时,传统的预测直接功率控制(predictive direct power control,PDPC)策略导致输入电流严重畸变,另外,网压传感器使整个系统变得更复杂,且耗费成本。为了改善PWM整流器输入电流质量,并降低系统成本,将基于改进型二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的无网压传感器算法与PDPC策略相结合,采用改进型二阶广义积分器产生同频率的正交信号,估算电网电压,实现无网压传感器PDPC。根据扩展pq理论分析电网不平衡情况下产生有功、无功功率二倍频振荡的原因,在此基础上推导出了消除功率振荡的整流器交流侧电压方程,进而通过空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)确定开关状态。在仿真平台对所提方法在电网平衡和不平衡情况下进行仿真,仿真结果表明,所提方法降低了不平衡电网对输入电流波形的影响,消除了功率二倍频振荡,准确估算电网电压,实现电网平衡和不平衡情况下的正常工作,通过对比这2种情况下的仿真结果,验证了该方法的有效性。

最小方差预测模型和预测控制预测模型的分析研究

比较研究了最小方差预测模型和广义预测控制预测模型。分析了两种预测模型的本质区别。指出了包含未来控制输入的多步预测模型是预测控制优良性能的一个重要基础。用MAT-LAB语言仿真了基于上述两种预测模型的最小方差控制算法和广义预测控制算法。

真空卷绕镀膜机开卷张力控制系统研究

阐述了在真空卷绕镀膜机中张力控制的必要性和复杂性。通过机理建模的方法建立了开卷区张力控制模型,从中得出影响张力的相关因素,并提出了一种利用间接控制方式设计卷绕镀膜机开卷张力控制系统的方法。从张力给定和张力控制两方面,对控制系统设计过程中相关控制量及补偿量的计算方法给出了具体算式和详尽说明。实践表明,该控制系统结构简单,控制精度高,响应速度快且稳定性好。

考虑输入滞后的磁悬浮列车悬浮系统的鲁棒H_∞容错控制

以磁悬浮列车单模块悬浮系统为对象,考虑系统存在的输入时滞,建立了时滞悬浮系统的数学模型,基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法,设计了在执行器发生故障情况下的鲁棒H∞容错控制器,在此基础上,针对不同执行器故障模式,对悬浮间隙的变化情况进行了仿真。仿真结果表明所设计的控制器在执行器故障条件下能够使磁悬浮列车稳定悬浮与运行。