混合型莫糊PID在三轴转台系统中的应用

由于三自由度转台是非线性系统,难以建立精确的数学模型.为了克服常规PID控制器在非线性三自由度转台系统中的控制不理想的问题,将模糊PID控制和常规PID控制相结合,设计了混合型模糊PID控制器,通过MATLAB实现了混合型模糊PID控制系统的仿真.仿真结果表明:利用混合型模糊PID控制三自由度转台系统,具有响应快、超调...     

可控串联补偿的滑模PID控制器设计

为抑制电力系统中可控串联补偿装置的非线性及外部扰动影响,文中应用直接反馈线性化方法和滑模比例–积分–微分(proportional-integral-differential,PID)控制理论,设计了可控串联补偿的新型非线性控制器。利用直接反馈线性化方法对非线性模型精确线性化,采用滑模变结构理论与常规PID的复合控制策略,设计的可控串联补偿控制规律简洁,易于工程实现且鲁棒性好。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,滑模PID控制器能有效地阻尼系统振荡,提高系统的暂态稳定性,对运行点变化也具有较好的适应性。     

发电机汽门的分数阶PID控制策略研究

为有效地抑制汽轮机调速系统固有的强非线性及各种内外部扰动影响,应用直接反馈线性化方法和分数阶PID控制理论,设计了一种汽门非线性控制器.基于状态反馈线性化方法对汽门开度控制系统完成精确线性化,应用分数阶PID控制策略调整自定义的虚拟控制变量,使得最终产生的汽门开度控制规律形式简洁,且现场容易实现.仿真结果表明,与常规PID控制方式相比,所提出的汽门分数阶PID控制器较好地改善系统的动态稳定性,对运行方式变化具有较强的鲁棒性.     

超磁致伸缩致动器系统时滞模型辨识与控制

针对超磁致伸缩致动器模型建立和精确位移控制存在的不足,推导了超磁致伸缩致动器系统带有时滞特性的线性化模型,把Levy法和遗传算法相结合,对推导的模型进行了辨识,通过开环实验验证了模型的准确性和稳定性;针对致动器系统准静态控制,提出了一种基于单纯形法的PID控制参数两步整定法。实验结果表明,利用该方法设计的PID控制器相对于传统PID控制,系统的超调量降低了17.69%,调节时间缩短了4ms,验证了控制器的精度和稳定性。     

锅炉主汽压力控制系统的非线性控制研究

分析了燃煤锅炉的燃烧与控制机理,描述了增益双曲余弦函数的工作原理,设计了增益双曲余弦非线性PID控制器。利用MATLAB／SIMUUNK仿真软件对增益双曲余弦非线性PID控制器与传统PID控制器做了对比分析。结果表明,在锅炉主汽压控制上增益双曲余弦非线性PID控制器的调节时间短、无超调量,但传统PID控制器抗干扰性能更好。     

模糊PID控制在BLDC系统中的应用

普通PID控制作为一种线性控制方法,在一些环境条件变化的影响之下无法保持设计时的性能指标。机械臂关节用无刷直流电机要求控制精度高,但由于其非线性的特点,普通PID控制难以做到精确控制。模糊控制具有非线性、变结构、自寻优等优点,采用模糊逻辑实时调整PID控制器参数,可以克服无刷直流电机系统中变参数、变结构和非线性等因素。仿真结果表明参数自适应模糊PID控制响应快、无超调、鲁棒性好,动静态性能均优于普通PID控制,能够做到无刷直流电机精确控制。     

基于Simulink仿真的管网叠压供水系统控制研究

管网叠压供水系统运行时受到管网余压及用户流量的双重干扰,具有非线性程度高、多变量耦合、数学模型难确定的特点,其精确控制很难实现.根据政府和用户的要求,利用模糊算法对常规PID的参数进行实时在线调整,形成模糊PID控制器.通过Simulink将模糊PID控制器和常规PID控制器进行分析比较.仿真结果表明模糊PID响应速度快,无超调,抗干扰能力强,适应范围广,具有更好的鲁棒性和稳定性,对管网叠压供水系统具有很好的控制效果.     

温度控制系统中双模糊PID控制器的研究

文中结合多点多炉炉温控制实际工程,提出了一种基于模糊迁移与模糊自适应的模糊PID控制器及其设计方法,介绍了双闭环条件下两种模糊PID控制的无缝切换,通过比较仿真分析与实际控温效果,结果表明,与传统PID控制器比较,文中介绍的双闭环模糊PID控制器在对大滞后,时变,非线性,无法精确获得数学模型的控温系统具有良好的控制效果,同时控制系统的鲁棒性大为提高,超调量大为减小,动态抗干扰能力得到增强,较好的解决了快速性与小超调量之间的矛盾.     

水轮机水门的分数阶PID控制策略研究

针对水轮机调速系统的强非线性及易受各种内外部干扰影响,基于分数阶PID控制策略提出了一种新型的水门非线性控制器。通过对水轮机水门开度模型进行反馈线性化,结合分数阶PID控制理论约束自定义的控制变量,且利用遗传算法在线调节控制器的参数。仿真结果证明,与常规PID控制方式相比,所设计的水门分数阶PID控制器能有效地阻尼系统振荡,调速系统的鲁棒性得到较好的改善。     

基于精确线性化算法的TCR—TSC型SVC控制器设计

对具有TCR—TSC型SVC的单机无穷大电力系统构建了仿射非线性系统的数学模型,利用状态反馈精确线性化原理将原非线性系统转化成完全可控的线性系统。在系统的最优二次型控制指标下设计出了满足系统的最优控制规律的控制器。最后通过对比仿真,验证了所设计出的非线性最优控制器的正确性和有效性。     

基于反馈线性化的TCSC非线性PID控制

非线性比例积分微分(PID)控制是一种利用非线性跟踪-微分器和非线性组合的方法对线性PID控制器进行改进的新型控制策略,它具有不依赖于被控系统模型的特点,对系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性,而且结构简单、易于实现。在反馈线性化的基础上,将非线性PID理论应用到可控串补(TCSC)的控制器设计中。仿真结果表明:设计的控制器较常规控制器对系统运行具有更好的适应性和鲁棒性。     

计及非线性负荷的AC/DC系统控制策略

详细研究了带非线性负荷的交直流并联系统发电机励磁控制和直流系统控制,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术应用到交直流并联多机系统非线性控制器设计中,提出了具有微分代数形式的零动态设计.通过合理选择输出量作为坐标变换量,得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式.针对一个含有AC/DC的多机系统进行仿真, 研究结果表明,所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性, 该控制器能进一步提高系统的动态稳定性.     

考虑非线性负荷的静止无功补偿器控制研究

针对电力系统具有非线性负荷的情况下，在经典的非线性系统几何结构理论的发展基础上，结合非线性系统微分几何理论，提出了关于微分代数系统的M导数、M括号等一些新的概念和定义，并详细推导了微分代数系统的完全精确线性化设计。然后将其应用于具有非线性负荷的电力系统静止无功补偿器的控制，得到了非线性控制规律。仿真结果表明，所设计的静止无功补偿器非线性控制器与常规PID控制相比，具有较好的阻尼特性和电压维持能力，同时，由于该设计计及了负荷的变化，从而更接近于实际情况。     

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究

基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点，建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式，得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制，提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明，Boost变换器非线性PI解耦控制，比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性，状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC／DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制，其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。     

基于无源性的同步发电机励磁控制

介绍了根据无源性控制原理设计变结构控制器的一般步骤和方法,得到一种直接针对非线性模型设计发电机励磁控制器的方法。由于在控制器的设计中,未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真证实了其能有效地改善电力系统的稳定性,且控制规律对系统工作点的变化具有强鲁棒性。     

Boost变换器带恒功率负载状态反馈精确线性化与最优跟踪控制技术研究

分析了Boost变换器带恒功率负载的特性，推导出系统传递函数并得到系统稳定运行条件。采用状态反馈精确线性化技术对系统进行控制。根据Boost变换器带恒功率负载的特点，将最优跟踪技术应用于精确线性化控制中，得到系统非线性控制律。用SABER软件对得到的控制律进行了仿真。仿真结果表明：精确反馈线性化结合最优跟踪可以对Boost变换器带恒功率负载系统进行有效的控制，使系统具有理想的稳态特性和动态响应，在电源及负载大范围变化时，保证系统的稳定运行，满足不同类型负载的要求，具有大信号稳定特性。     

基于输入对状态反馈线性化的非线性励磁控制

将输入对状态反馈线性化的思想应用于发电机励磁控制系统,得出了一套实用的发电机非线性励磁控制规律,应用此方法和采用状态反馈精确线性化的方法推导出的非线性控制规律具有一致性,且比基于微分几何理论的状态反馈精确线性化方法更加简单实用。仿真证明该文提出的非线性励磁控制器在系统发生大扰动时比常规的AVR+PSS更能抑制系统的振荡,对增强系统稳定性具有一定作用。     

Boost变换器的非线性最优控制系统

在Boost变换器状态空间平均模型的基础上,利用基于微分几何的非线性最优控制策略,建立了非线性仿射模型,且推导出了非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型,并对其控制器进行了设计,实现了系统在工作点大范围内变化时的稳定运行,有效提高了系统的动、静态性能.Matlab/Simulink仿真结果表...