《自动控制理论》多媒体CAI课件开发

本文介绍了一套《自动控制理论》多媒体CAI课件。此课件以《自动控制理论》教材为基础,结合了VB和MATLAB的特点,以VB为前台开发环境,MATLAB为后台仿真工具进行了开发,并实现了VB和MATLAB的动态数据链接。该课件具有丰富的信息量,交互性强,操作简单,可以充分调动学生学习的积极性、启发学生思考、加深学生对课程的理解,改进了传统教学模式和手段的不足,是一套较为实用的多媒体CAI课件。

信息与时间电控系统自动测试的设计

针对传统的信息与时间电控系统ETACS(Electrical Timer And Control System)产品测试中存在的缺陷,利用虚拟仪器技术,对信息与时间电控系统产品测试进行了实验与研究,提出了一种ETACS自动测试系统设计方案;文中详细介绍了ETACS自动测试系统的系统组成,硬件结构和模块化的软件设计;测试结果证明该系统准确、可靠,操作简单,维护方便;它完全能够满足ETACS产品测试的技术要求,能对ETACS产品进行多项高复杂度测试,以保证其质量,满足汽车电子产品高可靠性的要求;该系统运行可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。

一类非线性离散系统自适应准滑模控制

针对一般非线性离散时间系统的不确定性和扰动抑制问题,提出一种新的自适应准滑模控制算法.算法包括两部分,其一是基于紧格式动态线性化模型的自适应准滑模控制器设计,其中动态线性化方法中"伪偏导数"的估计算法仅依赖于系统I/O实时量测值.其二是采用径向基神经网络估计器来估计系统的综合不确定性.理论分析证明了系统的BIBO稳定性.仿真结果验证了所提算法的有效性.

光电跟踪系统内模控制器的设计

针对光电跟踪系统,提出一种基于内模控制原理的新型位置控制器设计方法。内模控制是一种基于对象数学模型进行控制器设计的新型控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆。该控制器设计方法简单,只有一个可调参数,而且可调参数直接与系统的动态特性和鲁棒性相关,与常规 PID 控制器相比,参数调整更加方便。由实验数据统计分析得出,系统的方位跟踪误差和高低跟踪误差的均方根分别为 0.4mrad 和 0.3mrad,表明该控制器能够提高系统的跟踪精度,从而为高性能光电跟踪系统提供了一种新的控制方法。

神经网络滑模变结构控制研究综述

综述了近年来将人工神经网络控制和滑模变结构控制相结合的研究工作.从神经网络在滑模变结构控制中不同的应用方式出发,论述了神经网络在提高和改善滑模变结构系统性能方面的理论和方法,分析了它们各自的特点与相互之间的联系.最后展望了该领域未来的研究方向.

一类非线性离散时间系统的变结构控制

针对一类非线性离散时间系统,提出了一种基于神经网络趋近律的变结构控制方法。分别用两个神经网络自适应调整趋近律中的参数ε和δ,利用离散趋近控制律与离散等效控制律的偏差对网络权值进行更新,克服了常规变结构控制方法中需预先设定趋近律中参数的限制,既保留了传统趋近律设计方法的所有优点,又有效的改善了系统的动态品质,消除了系统抖振,使系统最终以理想方式在滑模面上运动。理论分析和仿真结果表明了所提出方法的有效性。

基于神经网络的全局滑模变结构控制

针对一类非线性不确定离散时间系统,提出了一种基于神经网络趋近律的全局滑模变结构控制方法。分别用两个前馈神经网络(FNNs)自适应调整趋近律中的参数ε和δ,克服了常规变结构控制方法中需要预先设定趋近律中参数的限制。在用径向基神经网络(RBFNN)对系统进行模型估计的同时,基于平移滑平面的设计方案,实现了系统的全局鲁棒滑模控制。仿真结果表明控制系统具有良好的跟踪性能,该方案使系统一开始就处于滑平面上,消除了系统抖振,具有较强的鲁棒性。

多变量系统的PID控制器设计

针对多输入多输出系统,提出一种基于微粒群算法的灰色系统预测PID控制算法.该方案将多输入多输出系统转化成若干个多输入单输出子系统,使用多变量一阶灰色模型GM(1,N)预测出每个子系统的输出,实现了多输入多输出系统的对角解耦.然后用微粒群算法优化PID控制器的参数,用优化后的PID控制器对每个子系统进行控制.对两个典型的多变量控制过程进行了仿真,结果表明,这种控制方法超调量较小,鲁棒性强,响应速度快,抗干扰能力强.

电液伺服系统内模控制

针对电液位置伺服系统,提出了一种内模控制器设计方法。内模控制作为一种先进控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆。考虑到内模控制对系统模型精度要求不高的特点,本文降阶简化了电液伺服系统的模型。基于此模型所设计的控制器,只有一个可调参数,且该参数直接与系统的动态特性和鲁棒性相关,整定方便,避免了控制器整定的随机性与复杂性。仿真研究和实验结果表明,内模控制可以有效地克服参数变化对系统性能的影响,使系统同时具有良好的目标值跟随特性和鲁棒性,实现了调炮误差小于±0.36mrad的高精度要求。

双闭环直流调速系统的研究

本文分析了转速—电流双闭环直流调速系统采用常规PI调节器进行速度控制时存在的输出限幅和转速超调问题,并给出了解决超调问题的各种控制方案。本文针对内模控制在闭环直流调速系统中的应用,给出了实验结果,并和常规PI调节器进行速度控制时的系统进行比较,使学生认识到采用合适的控制方案不仅可以成功消除电机在起动过程中的转速超调,而且使系统获得良好的动态和静态性能。

双闭环直流调速系统的饱和限幅问题

在双闭环直流调速系统教学中,为使学生能够更好地理解电机起动时转速和电流的动态过程,一般采用Matlab进行仿真实验。在仿真中,速度调节器和电流调节器都采用带饱和限幅的PI调节器。速度调节器采用不同限幅方法会得到各种不同的仿真结果。本文给出了在Matlab的Simulink环境下,采用不同限幅方式时电机起动的转速和电流波形,并对结果进行了分析。

时滞光电跟踪系统鲁棒内模PID控制器设计(英文)

针对时滞光电跟踪提出了一种内模PID(IMC-PID)控制器设计与参数整定的解析方法。首先建立了系统的一阶时滞积分(FODI)模型,并用二阶加时滞(SOPDT)模型进行逼近,然后利用一阶Taylor表达式代替系统模型中的时滞项,导出了控制器参数的整定规则。特别是为了保证系统的鲁棒性,可以根据最大灵敏度解析计算内模PID控制器的可调参数λn。仿真结果表明,与常规方法相比,所提方法不仅提供了较好的设定值跟踪和扰动抑制特性,而且对于系统参数摄动具有更好的鲁棒性。另外,实验结果也证实了该方法能够提高系统跟踪性能和跟踪精度。

直流脉宽调速系统电流脉动规律分析

本文在研究直流脉宽调速系统的电流脉动规律中,推导了PWM变换器处于不同工作状态时电流动态过程的统一表达式;分析了电动机在不同运行状态下的电流波形,给出了电动运行状态和降速过程的转速、电枢电流和电压的响应曲线;得出了无论电动机处于电动还是制动状态,在一个开关周期内,电枢电压在电源电压和零电压间切换,电流动态过程包括电流上升和下降两段,都遵循所推导出的电流表达式。笔者通过仿真,研究了PWM信号的占空比、开关周期和电磁时间常数等参数对电流脉动幅值的影响。

基于WLAN教室人数检测显示系统设计

以51单片机为控制核心,设计了一个基于WLAN教室人数检测显示系统。系统分为主机和从机两部分,从机通过光电开关对人员进出进行检测,并对采集回来的数据分析综合,由无线模块发送给主机,主机将接收到的信息显示在LED显示屏上。实验测试,系统能实时准确对多个教室人数进行检测显示,且成本较低。

“过程控制系统”CAI课件开发

本文介绍了"过程控制系统"CAI课件的开发。结合开发工具的特点提出了以VB作为前端开发环境、Matlab作为后端仿真工具的设计方案,依据教学要求分析了CAI课件的功能,并进行了软件结构设计。在软件实现中,阐述了基于ActiveX的VB与Matlab混合编程技术,同时就利用Simulink实现系统仿真、仿真曲线与文本及图形的显示等关键技术作了必要说明。"过程控制系统"CAI课件的开发对于改进该课程的教学具有一定的现实意义。

一种基于自适应遗传算法的二自由度PID调节器设计

提出了一种自适应遗传算法,并将其成功地应用于仅需两个参数的二自由度PID调节器设计,使系统同时具有了最优的目标值跟踪特性和干扰抑制特性。仿真结果表明了该方法的有效性及可行性。

交流传动系统新型控制策略研究

交流电机是非线性、多变量、强耦合的被控对象,在一些对控制性能要求较高的场合,传统的控制策略难以对其达到有效的控制。本文综述了预测控制、内模控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制以及滑模控制等交流传动系统中出现的一些新型控制策略,详细分析了它们各自的特点和应用情况。最后,对交流传动控制策略的发展前景提出了自己的观点。

内模控制在直流调速系统中的应用

双闭环直流调速系统的速度调节器采用常规的比例积分(PI)调节器时,起动时必然存在转速超调。文章根据内模控制(IMC)原理,设计了一种内模控制器以及它的实现电路,并将其应用于直流调速系统,取代常规的速度调节器,成功地解决了转速超调问题。实验结果表明,内模控制器能使系统获得优良的动态性能和稳态性能,而且设计方法简单,控制器容易实现。

污水处理中溶解氧的部分内模控制

针对污水处理中的不确定参数和不稳定问题,采用改进的内模控制,对变参数活性污泥法污水处理系统的溶解氧浓度进行控制,并对控制器参数进行优化。仿真结果表明:该方法可以快速逼近溶解氧的给定值,并具有较强的抗扰性和鲁棒性。

基于DSP的全数字交流调速系统实验平台开发

本文介绍了一种新型基于DSP的全数字交流调速系统实验开发平台,阐述了基于DSPTMS320F2407的系统组成和软硬件功能模块设计方法,该实验平台具有硬件透明和软件开放等特点,在实际的教学和科研使用中取得了良好的的效果。