FOPDT模型的PI参数整定方法

针对一阶加纯滞后（FOPDT）模型，基于最优传递函数，提出了Smith预估控制系统的PI参数整定方法。首先介绍了Smith预估控制方法，然后对比Smith预估控制系统的闭环特征方程式和二阶最优传递函数的特征方程式，得出PI控制器的参数整定公式，最后基于ITAE最优传递函数或Butterworth最优传递函数，给出了PI控制器的设计实例，并进行了相应的仿真。仿真结果表明，按该方法设计的Smith预估控制系统的动态性能和抗扰动性能都取得比较好的效果。     

电动公交车驱动与再生制动遗传优化鲁棒控制

针对电动公交车用永磁直流电机控制系统受电机参数摄动、挡位变化及载荷变化的问题,在建立控制系统主回路的基础上对电动公交车的驱动和滑行工况再生制动进行研究,提出了基于遗传算法的鲁棒H_∞控制方法。以控制系统的最小干扰和良好的鲁棒性为控制目标,将鲁棒H_∞控制器中加权函数的选取转化成多目标优化问题,通过遗传算法对其进行优化,设计出最佳的鲁棒H_∞控制器。实验结果表明:采用鲁棒H_∞控制器在公交车驱动时的速度响应较双闭环PI控制更快,在下坡滑行工况再生制动时比双闭环PI控制具有更好的稳定性、更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于改进粒子群算法的无刷直流电机控制研究

文章针对无刷直流电机(BLDC)复杂的、耦合的非线性的特点,克服传统的控制算法控制速度精度不高、响应速度慢等缺点,提出了一种基于改进的粒子群算法(PSO)对PID控制器系数自整定的无刷直流电机控制新策略.在Matlab/Simulink中搭建BLDC控制系统的仿真模型,并实现双闭环的控制:速度环采用改进粒子群算法优化PID控制,电流环采用滞环电流控制.仿真结果验证了该控制方法对无刷直流电机调速系统具有良好的快速性、稳定性和鲁棒性.     

基于CPLD的无刷直流电机全硬件PI控制系统设计

针对传统软件控制方式运行速度慢、精度低、抗干扰能力差、成本高等问题,提出了一种以复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)为核心的无刷直流电机全硬件PI控制系统,详细分析了控制系统组成电路的工作原理,通过仿真和实验验证了各电路的可行性。同时,建立了连续的PI控制器和离散的PI控制器的模型,并运用MATLAB进行仿真测试,仿真结果表明相比于离散的PI控制器,连续的PI控制具有更高的响应速度和抗干扰能力。控制系统采用梯形换向控制的策略,配合33kHz的PWM控制,以达到理想的控制效果。最后搭建实验平台,实验结果表明控制系统具有良好的控制性能。     

基于自适应神经模糊推理控制的无刷直流电机转子位置控制研究

为提高无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDCM)在瞬态和稳态条件下的控制性能,提出一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的转子位置控制器。推导出无刷直流电机位置控制数学模型;基于Takagi-Sugeno模型设计ANFIS控制器,分别利用反向传输算法和最小二乘估计法对输入和输出参数进行了优化;对正弦信号和斜坡信号下的转子位置控制效果进行了仿真和实验研究。结果表明:该控制器可实现无刷直流电机快速、准确的动态响应,具有良好的稳态性能。通过仿真和试验,验证了ANFIS控制策略的有效性。     

高压断路器无刷直流电机机构模糊控制系统仿真分析

为了提高高压断路器的操作性能,实现其分/合闸过程的可靠控制,提出了一种基于模糊自适应PID控制的高压断路器无刷直流电机机构控制系统的仿真方案.利用MATLAB中的Simulink仿真平台并结合所设计的模糊自适应PID控制器构建了无刷直流电机机构速度、位置和转矩三闭环控制系统的仿真模型,针对仿真模型中的各个子模块,依据断路器的理想操作曲线完成了分/合闸操作的仿真.结果表明与常规PID控制相比,模糊自适应PID控制的响应时间快、稳定性高、跟踪效果理想,更适合高压断路器分/合闸操作智能化的要求.     

模糊PI复合控制器在永磁同步电机中的应用

以正弦波永磁同步电动机矢量控制系统为研究对象,将常规PI控制器与Fuzzy控制器相结合构成一种平滑切换模糊PI复合控制器,通过MATLAB建立正弦波永磁同步电动机矢量控制系统仿真模型,研究探讨平滑切换模糊PI控制器的设计原理和应用效果,将常规PI控制器和两种切换模糊PI控制器进行了仿真对比。仿真结果表明,对于难以建立精确数学模型的时变性、非线性的系统采用作为线性控制器的传统PI控制器并不能够获得满意的控制效果,而平滑切换模糊PI控制器则能够使系统具有更好的鲁棒性、更高的稳态精度和更快的动态响应。     

基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统研究

针对阀控非对称缸位置控制系统,通过理论公式搭建非对称液压缸的数学模型,采用前馈PID控制方法实现其位置控制并进行仿真和实验验证。利用传递函数推导出基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统数学模型;根据所推导的数学模型采用前馈PID控制算法,利用AMESim搭建了非对称液压缸位置控制系统仿真模型;通过对阀控非对称液压缸位置控制系统进行实验,验证了搭建的轴控阀阀芯位置控制系统与非对称液压缸位置控制系统的正确性和有效性,实现了轴控阀阀芯精确位置控制与对外负载的控制。     

送丝系统的数字控制研究

以往国内埋弧焊控制系统的送丝控制多采用晶闸管控制,该控制方法电路复杂,可靠性低。针对电焊机送丝系统的工作环境和特点,充分利用DSP(TMS320F2812)芯片的高速运算功能来完成直流电机PWM调速的数字控制,用以替代传统的模拟晶闸管控制。介绍了直流电机双极性可逆PWM硬件电路设计、双闭环PI算法。实践表明,该控制系统在直流电机送丝时具有良好的控制性能,焊接控制精度很高。     

采用电液盘式制动器的电动汽车制动模型预测控制研究

为了提高电动汽车电液盘式制动器扭矩跟踪精度,降低车辆行驶中能量消耗,采用模型预测控制方法,并对控制输出结果进行仿真验证。创建电动汽车电液盘式制动器模型,根据离散一阶模型推导出电机转矩方程式,利用积分离散化对车轮打滑动力学方程进行离散化,从而推导出车辆滑移率空间表达式。设计模型预测控制系统,利用积分作用增强控制系统的抗干扰能力,通过李雅普诺夫函数对控制系统的稳定性进行证明。采用MATLAB软件对电动汽车电液盘式制动器控制效果进行仿真,与级联PI控制效果进行对比。结果显示：采用级联PI控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较慢,车轮转矩和滑移率跟踪误差较大,电量消耗较多;采用模型预测控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较快,车轮转矩和滑移率跟踪误差较小,电量消耗较少。电动汽车电液盘式制动器采用模型预测控制系统,可以提高控制系统的输出精度,回收能量较多。