基于非线性系统的控制律设计

微分几何理论为非线性系统反馈设计提供了强有力的工具。本文将系统地推导一类零动态不稳定系统的镇定方法。这个方法构造出关于系统线性部分二次型的Lyapunov函数,通过该构造抵消非线性项来设计本文新的控制律,这个控制律使该非线性系统状态空间模型的外部动态和内部动态达到稳定。最终该控制律使整个系统稳定。     

模糊PID变结构控制策略及其仿真

基于专家知识的模糊控制在平衡点附近有盲区,很难提高系统的稳态精度,但是动态响应速度快,抗干扰能力强,而传统PID控制则具有良好的稳态精度,基于以上问题提出了基于PID和模糊控制的变结构非线性控制器--F-PID控制器.在误差小时采用PID控制而在误差大时采用模糊控制,这样获得的控制器的控制效果比传统的PID控制和单纯的模糊控制具有更高的稳态精度和更快的动态响应.本文通过仿真,得到了不错的控制效果,验证了文中方法的优点.     

基于DSP的感应电机矢量控制系统的研究

交流电动机是多变量、强耦合的非线性系统,因此实现高性能的交流调速很困难。传统的标量控制方案即大家熟知的V／F等于常量控制方式,不能满足高性能场合的需求。空间矢量调制采用磁场定向控制方法,能够获得快速精确的动态响应。     

双连杆柔性机械臂的模糊PID参数自调整控制

对双连杆柔性机械臂动力学非线性控制问题进行了分析。针对研究对象强非线性和强耦合性的特点，提出了一种具有自适应特点的PID参数模糊自调整控制方案。仿真研究表明，采用该控制方案的柔性臂系统能有效抑制弹性振动，并具有较高的跟踪精度和较强的实时性、鲁棒性。     

基于动态线性化方法的自适应PD控制器设计

传统PD控制对非线性系统和参数时变摄动的控制效果不理想,本文提出一种采用动态线性化方法的自适应PD控制器的设计方法。该方法通过输入输出数据对控制器中的比例增益实时调整,从而获得更强的鲁棒性,使得新控制器的动、静态性能得到改善。仿真结果表明,本文提出的方法对系统的参数摄动具有较好的鲁棒性和实时性,并且具有在线校正功能。     

基于DSP交流电机模糊PID控制系统的设计

交流电机是高阶、非线性、强耦合的多变量系统,数学模型要比直流电机复杂得多,传统PID的控制方法是基于其精确的数学模型,简单但效果不理想。文章结合模糊控制和PID控制的优点,并以DSP处理器为核心,利用其高速数字处理能力设计出交流电机的模糊PID控制系统。Matlab仿真实验证明,采用模糊PID控制方法,该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,具有可行性和有效性。     

基于多模型集的预测控制研究及物理平台应用

针对工业生产中,可以采用一阶惯性加纯滞后模型描述不同工况下动态特性且随工况变化的工业过程,[1]传统的比例-积分-微分控制器(PID)很难满足工业中非线性对象要求的控制品质,多模型集控制策略是一种解决此类难点的有效方法,其特点是用多个线性模型来逼近非线性过程,此类方法已在许多非线性控制过程中获得应用。预测控制算法具有鲁棒性强、抗干扰性强、对模型的精度要求低等优点。本文将基于多模型集的预测控制算法搭载在可编程逻辑控制器(PLC)中,将此设备应用于物理实验平台。根据物理平台的运行情况,此算法能够有效地克服系统非线性、大迟延特性,取得了令人满意的控制效果。     

Leslie-Gower模型下软件可靠度二维渐进控制

对软件可靠度的控制设计可以提高软件的可移植性和稳定性,软件的可靠度因素受到多维非线性参量因素的限制,难以对软件可靠度控制模型进行有效的数学建模,传统的控制方法采用非线性动态衡量算法实现软件可靠度控制,控制算法的渐进收敛性不好,不能准确实现软件可靠性的动态评估。提出一种基于Leslie-Gower模型的软件可靠度二维渐进控制模型。构建了软件可靠度控制的Les-lie-Gower模型,分析软件可靠度控制的参量,基于遗传适应度博弈算法,在Leslie-Gower模型下,实现对软件可靠度的二维渐进控制算法控制,提高了软件可靠度的控制收敛性能。仿真结果表明,该算法能有效提高软件的执行和移植效率,可靠度控制的收敛性和鲁棒性较好。     

多变量自适应解耦控制和智能解耦控制理论、方法及其应用

复杂工业过程存在着多变量、强耦合、非线性、动态特性变化大、生产工况变化频繁,常规控制系统难于投入自动运行,从而无法实现生产过程的优化控制、优化运行和优化管理,因而造成产品质量下降、成本增高、污染严重,因而多变量自适应解耦控制成为工业过程控制中亟待解决的具有挑战性的重要课题。     

pH值控制器模型的建立

本文通过查阅pH值控制的研究现状及应用技术,分析了pH控制过程的机理模型和实际的控制要求,建立了静态模型和动态模型,得出了pH值的非线性特性曲线     

基于MATLAB环境的自控理论仿真实验

自动控制原理理论性强,现实模型在实验室很难建立,在控制技术需求推动下,控制理论本身也取得了显著进步。从线性近似到非线性系统的研究取得了新的成就。因此针对这类问题,我们可以利用MATLAB软件对自控理论进行仿真实验。MATLAB软件使我们能灵活地改变系统的结构和参数,快速地分析系统的动态性能,直观及时地得到实验结果,达到系统的优化设计。     

无刷直流电动机的改进自抗扰解耦控制研究

无刷直流电机是一个非线性、强耦合的系统,为了提高转速动态响应的快速性,本文设计了一种无刷直流电机的改进自抗扰解耦控制系统,改进的自抗扰控制器各组成部分均采用线性函数。仿真结果表明,与PI控制器相比该控制方案具有良好的转速响应效果,并且对外部扰动和电机模型的不确定性具有较好的鲁棒性和适应能力。     

BUCK变换器的建模和仿真研究

DC-DC开关变换电路是一个时变的、强非线性的动态系统,它的分析与设计一直是一个难题。目前对变换器进行建模与分析最常用的方法是状态空间平均法。等效小参量法是近十多年来才发展起来的求解强非线性高阶系统的一种精度高、分析过程简单的符号分析法。文章以典型的BUCK变换器为例,对两种建模方法得到的数学模型进行建模和仿真,分析各自的优缺点。     

基于模糊数学的控制系统鲁棒性分析模型仿真

对复杂非线性控制系统的鲁棒性进行分析在工控领域具有重要的应用价值。传统算法无法避免复杂非线性系统中参数的动态变化性、建模误差大的特点,难以进行有效分析。为此提出一种基于模糊数学的控制系统鲁棒性控制方法。将复杂的非线性控制系统转换为简单的积分过程进行处理,并通过对误差的积分和系统输出的比例的调整转变为一个线性系统,能够避免复杂非线性控制模型必须具有显性解的局限性,将模糊规则的控制方法与神经网络相结合,并对控制参数能够进行动态调整,从而得到精确的控制效果。仿真实验结果表明,改进算法在复杂非线性系统中具有更高的鲁棒性,效果令人满意。     

基于神经元纠偏控制的非线性系统鲁棒性研究

研究非线性系统的鲁棒性,在大扰动条件下,提高系统的稳定控制性能。传统的控制方法采用PID神经网络控制,在参数自适应过程中产生控制偏差。提出一种基于单神经元纠偏控制的非线性系统鲁棒性改进方法。控制结构是一个三层前向神经元网络,采用单神经元纠偏控制,自适应调节神经元输入输出层权重,给定模型的不确定性分为参数的不确定性和未建模的动态特性不确定性,由此得到偏移控制非线性小扰动方程,进行控制系统鲁棒性和稳健性证明。仿真结果表明,采用该算法实现对非线性系统的控制,自适应调节时间短,超调量小,纠偏性能较好,自适应跟踪控制性能优越,误差减少,控制精度较高,鲁棒性较优。     

引入混沌差分控制理论的温度控制器设计

针对工业控制中的温度快速变换过程中的干扰问题,引入一种混沌差分控制温度控制的思想,分析炉内温度场中火焰时间序列中的带有非线性混沌特征,以ARM9控制芯片为基础,利用火焰时间序列混沌变量的非线性随机性、遍历性进行温度优化控制,把混沌理论引入到温度优化控制当中,消除干扰影响。实验结果表明,该方法提高了控制器的静态温度和动态温度控制精确,波动系数小,状态稳定。     

生物氧化预处理过程中进气量的预测控制

氧化槽进气量是生物氧化预处理过程中重要的操作调控参数,由于氧化槽内成分复杂,预处理过程具有强非线性、耦合性和大时滞性的特点。针对这一问题,提出一种以在线支持向量回归机(OS-VR)为模型的非线性预测控制方法。采用粒子群算法与梯度下降原理滚动优化非线性模型预测控制的目标函数,求得最优控制量。仿真结果表明,所提算法能够有效地对氧化槽进气量进行预测和控制,为生物氧化预处理过程提供新的方法。     

汽车电子节气门控制器仿真研究

分析了汽车电子节气门控制器的仿真设计方法。电子节气门控制器由参考输入信号整形系统与PID控制器组成,辅以节气门非线性化控制。由于采用了消除摩擦影响的控制方法,使非线性最小化。故可利用线性系统分析技术推导出节气门体在六种工作条件下的传递函数,并对传递函数的动态特性进行频域分析。文采用频域响应技术、Matlab仿真等方法调整节气门控制器。     

双容水箱液位控制系统的建模及其PID控制算法研究

本文通过理论推导,利用THKGK-1型实验装置采集双容水箱液位的阶跃响应曲线,依据实验法建立双容水箱的数学模型,在MATLAB/Simulink下对线性PID控制器和双曲余弦增益的非线性PID控制器进行系统稳态与动态性能的研究。结果表明:对于双容水箱这种大惯性、时延性、非线性被控对象,双曲余弦增益的非线性PID控制比线性PID控制更加快速、准确、稳定,能够迅速克服偏差,消除扰动。     

双馈感应风机转子电流仿真研究

在扰动下,双馈风机转子电流响应动态性能变差,电机工作效率降低,稳定性降低。本文在现有PI控制下,针对DFIG风机的强非线性及易受外部扰动等特点,分析了DFIG的数学模型,仿真验证了基于扩张状态观察器及SMC理论的ESO滑模转子电流控制器可以提高稳定性的。控制器具有快速响应、对参数变化、扰动不敏感优点,设计时与对象参数、扰动无关,性能优于比例积分(Proportional Integral,PI)控制策略。