基于扭转振动装置的内模PID控制器设计

以扭转振动装置为研究对象,分析了其系统的组成结构,并且对于装置的数学模型进行了推导。简单介绍了内模PID控制器的原理,设计了控制器的参数,并进行了仿真实验,得到的仿真曲线证明了该控制器的有效性。     

一阶时滞系统的模糊内模PID控制参数整定北大核心

针对工业现场复杂的时变系统存在的经典PID控制调节复杂、效应滞后、超调量大、稳定性差等问题,将模糊控制与内模PID控制相结合,并对滤波参数进行优化调整以适应复杂工业系统。首先,在完成模型辨识后,将内模控制等效为PID反馈控制,采用麦克劳林展开,并加入一阶时滞模型,形成等效反馈控制器的传递函数;其次,利用模糊控制策略,设计模糊内模PID控制器,利用偏差和偏差变化率实时调整内模PID的滤波参数λ;最后,分别利用MATLAB软件和功率控制装置进行仿真和测试。实验结果表明,模糊内模PID控制具有更快的响应速度和更小的超调。     

基于模糊Smith控制的智能阀门定位器

针对工业调节阀中广泛存在的时滞现象,提出一种基于模糊原理的带有Smith预估器的智能阀门定位器控制方法。分析智能阀门定位器的结构和原理,通过设计Smith预估器补偿滞后时间,实现超前响应,克服时滞对系统性能的影响;通过模糊控制与PID控制结合,设计调整模糊规则,实现控制器参数的自整定。两者结合构成模糊Smith方法,提高了系统的动静态性能。模糊内模控制器对克服时滞、提高系统性能有良好的效果,将模糊Smith器与模糊内模控制器及PID控制器进行仿真研究对比。仿真结果表明,模糊Smith控制方法比模糊内模控制方法和传统PID方法更能有效地提高调节阀的快速性,克服时滞,改善系统性能。     

基于频域特性的伺服系统控制器设计北大核心

伺服控制系统在工业机器人、数控机床等高速高精度运动控制系统中有着广泛应用,伺服系统控制器是决定其性能优劣的关键,为此提出一种基于频域特性的伺服系统控制器设计方法。通过设计控制器改变系统开环频率特性,然后分析开环频率特性来评估系统的闭环性能,进一步依据开环频率特性和设计指标调整控制器参数使系统达到理想性能,最后在闭环响应中检验控制器设计效果。为了验证所提方法的有效性,以PID控制器和基于内模原理的LQR控制器频域设计为例在自主研发的伺服云台控制系统中进行实验。实验结果表明,基于频域的控制器设计方法提升了控制器设计的效率和伺服系统的性能。     

基于LMI的工业控制仿真器的H∞鲁棒PID控制器设计

推导了工业控制仿真器的数学模型,将工业控制仿真器配置为一个二阶的刚体对象。使用极点区域配置和H∞性能指标,并且利用线性矩阵不等式这一强大的数学工具,为其设计了鲁棒PID控制器,进行了仿真验证,得到的仿真结果表明了所设计控制器的有效性。     

自适应模糊PID控制在倒立摆系统中的应用

本文在倒立摆系统的非线性动力学数学模型基础上，设计了一种自适应模糊PID控制器，对PID参数进行动态整定，并对一级倒立摆系统进行了控制研究。通过Simulink仿真实验表明，与传统PID控制方法相比较，其响应速度和超调量等性能指标得到显著改善。     

基于Matlab和双容水箱的现代控制理论实验设计

利用Matlab和双容水箱实验设备开发了现代控制理论课程实验项目。上水箱和下水箱的液位作为状态变量,在建立上水箱和下水箱对象数学模型基础上,利用Matlab软件设计状态反馈矩阵和内模控制器,并在双容水箱实验设备上实现。给出了具体实验原理和步骤,简述了Matlab仿真实验和基于水箱设备的实物实验的实现过程,并对仿真实验结果和实物实验结果进行分析。通过实验,使学生掌握状态反馈控制和内模控制的设计方法和工程实现方法。     

基于积分分离模糊PID的ROV航向控制设计及实现

ROV(水下机器人)运动常表现出不确定性,很难建立精确的数学模型。为实现精确航向控制,减小偏航角较大时产生的超调,设计了一种积分分离模糊PID控制器。利用MATLAB-SIMULINK仿真建模,对ROV航向控制进行仿真实验,通过一种小型水下机器人的水池实验,整定优化PID参数,并与经典PID控制性能比较,实验结果证明该控制器具有较好的动态性能和稳态性能。     

基于dSPACE的磁悬浮系统实验平台设计

针对磁悬浮系统的位置控制,设计了以dSPACE为核心的实时控制平台,并通过PID和内模控制算法的成功应用,表明了其合理性及有效性。介绍了实验平台的结构、平台的设计和应用。该系统为控制系统的教学和先进控制策略的研究提供了一个良好的实验平台。     

基于LabVIEW CDS的风力机智能叶片控制实验系统设计

基于LabVIEW CDS模块开发了风力机智能叶片控制实验系统。根据智能叶片内模控制原理,在LabVIEW环境中建立了风力机智能叶片系统的数学模型、设计了内模振动控制器,进行了系统模型仿真实验以及内模控制仿真实验研究。实验结果表明:该实验系统具有良好的人机界面和创新性,利用此系统可以自行设计智能叶片控制器并分析控制特性,提高对于风电控制技术的实验教学质量。     

网络化控制系统的转换控制算法

对于延迟大于一个采样周期的网络化控制系统,本文提出了一种转换控制算法,根据延迟落入的不同概率区间选取对应的控制器,进行转换控制,仿真结果验证了算法的有效性。     

基于T-S模糊模型的非线性网络控制系统的量化控制（英文）

为了克服数据量化、网络诱导时滞、网络丢包及错序对非线性网络控制系统造成的影响,采用T-S模糊建模方法建立了一个新的非线性网络控制系统模型,并在系统模型中加入2个时变量化器.主要分析方法在于通过构造一个改进的区间时滞依赖的李雅普诺夫函数,并引入自由权矩阵.利用并行分布式补偿技术和矩阵函数的凸性,得出了改进系统的稳定和镇定的条件.仿真实验表明,通过求解一组线性矩阵不等式,可得保证系统渐近稳定并满足一定性能的控制器参数和量化器参数.在具有非线性的弹簧系统中的应用验证了所提方法的有效性.     

专家控制在挖掘机液压系统控制中的应用与实现

挖掘机液压系统控制系统是一个大滞后、非线性系统,难于建立精确的数学模型,应用常规PID控制不能达到理想的控制效果.专家PID控制是智能控制技术的一类,是解决复杂非线性对象控制问题的一个有效途径.所以,在液压控制系统中采用专家PID控制器,使系统有较好的鲁棒性、控制精度及动态性能.控制器采用8751单片机的软硬件实现,运行结果证明了这种控制方案的可行性.     

遥控驾驶压路机PLC控制系统设计

利用PLC控制技术、步进驱动技术对机械操控系统电气化改装,通过控制逻辑分析,设计PLC控制程序。运用人机界面显示压路机控制状态和参数设定,方便操作人员对压路机状态的监视。通过PLC和PC端的无线通信,实现无人驾驶及远程遥控设计。     

Application of generalized predictive control in networked control system

INTRODUCTION Networked Control System (NCS) is composed of a central controller and a remote system containing a physical plant, sensors and actuators (Halevi and Ray, 1988; Nilsson, 1998; Walsh et al., 1999a; 1999b; Branicky et al., 2000). The controller and the plant are located at different spatial locations and directly connected through network to form a closed loop control. Fig.1 shows the NCS configuration and the time delay induced by network, where u is the control signal an…     

课堂教学质量监控与"拉动式"监控体系

教师的教学水平和对教学工作的投入是提高教学质量的难点与关键。北方交通大学强化课堂教学质量监控，建立了以教师为本的“拉动式”课堂教学质量监控体系。本文介绍该质量监控体系对课堂教学质量的监控作用与综合效果，以及应重点研究和解决的几个问题。     

基于改进PID节能控制的电气控制方法研究

传统的电气控制方法主要采用人工控制,该方法已经无法适应现阶段日益发展的工业要求,因此,提出一种基于改进PID节能控制的电气控制方法,将现代的电气控制的模糊理论与PID方法结合,实现PID参数在线模糊自整定的控制方法。仿真实验表明,改进的方法在电气控制过程中不仅降低了控制经费,而且控制准确程度更高,速度更快。     

Boiler-turbine control system design using continuous-time nonlinear model predictive control

A continuous-time nonlinear model predictive controller （NMPC） was designed for a boiler-turbine unit. The controller was designed by optimizing a receding-horizon performance index, with the nonlinear system approximated by its Taylor series expansion with a certain order, the magnitude saturation constraints on the inputs satisfied by increasing the predictive time, and the rate saturation conditions on the actuators satisfied by tuning the time constant of the reference trajectories in a reference governor. Simulation results showed that the controller can drive the drum pressure and output power of the nonlinear boiler-turbine unit to follow their respective reference trajectories throughout a varying operation range and keep the water level deviation within tolerances. Comparison of the NMPC scheme with the generic model control （GMC） scheme indicated that the responses are slower and there are more oscillations in the responses of the water level, fuel flow input and feed water flow input in the GMC scheme when the boiler-turbine unit is operating over a wide range.     

一类不确定时滞网络控制系统的鲁棒控制

本文研究了一类具有状态时滞且模型中具有时变参数不确定性网络控制系统的鲁棒控制问题,基于Lya-punov稳定性理论,设计了系统的状态反馈控制器,并以线性矩阵不等式形式给出了系统的渐进稳定的充分条件,可以通过Matlab工具十分方便的求解。     

基于IP基本控制回路的预见控制研究

将预见控制理论应用于IP基本控制回路，通过增设状态变量，实现了由IP基本控制回路向预见控制典型基本回路的转换。应用Simulink仿真工具进行了预见控制仿真研究，并利用延迟环节克服了前馈信号难以获得的困难。仿真结果表明，应用预见控制可以达到快速、准确和抵消干扰的目的，说明预见控制是在现有技术条件下，实现高速高精运动控制的有效方法之一。