基于模糊单神经元控制的磁力轴承控制研究

针对磁力轴承的本质不稳定性和非线性,结合模糊控制和单神经元PID控制各自的特点,提出了一种模糊与单神经元控制相结合的控制方法.当系统偏差较大时,模糊控制器起主要的调节作用,同时加上适量的单神经元控制;当系统偏差较小时,单神经元控制和模糊控制同时起作用.该控制器克服了模糊控制存在稳态偏差和单神经元控制动态性能差的缺陷.仿真表明,使用该控制器可以实现磁悬浮转子的快速起浮,且超调量小、抗干扰能力强.     

基于支持向量机的磁力轴承系统辨识研究

针对磁力轴承控制系统的设计分析,提出了一种基于支持向量机(SVM)的磁力轴承系统辨识方法。首先通过闭环控制使转子稳定悬浮,然后在控制器的输出信号中加入扰动信号,以使系统被充分地激励。在该闭环控制系统的基础上,对控制输入数据和输出数据进行采样,然后用SVM算法对磁力轴承系统进行辨识分析。该辨识系统的输入为控制电流,输出为转子位移。将该方法与BP神经网络进行比较,仿真结果表明,SVM用于磁力轴承系统辨识具有良好的辨识效果,辨识精度高,且训练速度快。     

多变量解耦内模控制系统设计与仿真

针对多控制回路相互关联耦合的多变量控制器的设计复杂、参数调节困难、实现难度高、工程实用性差的问题,提出一种多变量解耦内模控制器。该系统采用前置反馈补偿方式解耦,通过两步法设计内模控制器,并将内模控制器和解耦后的被控对象等效变换为只有1个参数可调的PID控制器。实验结果表明,系统解耦效果良好,通过对唯一的参数进行调节,系统表现出良好的动态响应特性,在模型失配和存在干扰的情况下,系统的鲁棒性和抗干扰能力也较好, 具有较高的工程应用价值。     

磁力轴承反向差动驱动控制研究

提出了磁力轴承反向差动驱动控制的概念,建立了磁力轴承反向差动驱动控制的动力学模型及其状态方程.利用Matlab对反向差动驱动的磁力轴承进行了仿真研究,与常规差动驱动的磁力轴承相比,反向差动驱动的磁力轴承在超调量、调整时间和稳态误差等方面均优于常规差动驱动的磁力轴承.仿真研究的结果表明:磁力轴承的反向差动驱动控制效果不仅与轴承的结构设计参数有关,还与控制参数的选择有关.     

基于PLC的同步发电机无刷励磁调节系统的设计

提出了一种基于可编程控制器(PLC)的发电机无刷励磁调节系统的设计方案．该方案以PLC为核心构成双通道微机励磁调节系统，结合PLC的使用特点，应用改进的PID控制算法．该系统具有可靠性高、抗干扰能力强、硬件简单和系统可扩展性强的特点．     

磁悬浮轴承的变参数PID控制

提出了主动磁悬浮轴承的一种变参数PID控制方案,给出了控制器参数的整定原则。在MATLAB的SIMULINK环境下构建控制系统模型,用S-function编写变参数PID控制器的参数变化规则模块和磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,这种变参数PID控制器对磁悬浮轴承有比较好的控制效果。     

主动磁悬浮轴承的Terminal滑模变结构控制

为了给主动磁悬浮轴承转子系统提供更稳定的控制,根据其动力学方程的强非线性,建立4输入4输出状态方程,并提出一种Terminal滑模变结构控制算法,从理论模型上分析了该算法的鲁棒性与收敛性,并利用Simulink进行仿真.由实验结果表明,与传统PID控制器的控制结果相比,所设计的4输入4输出磁悬浮轴承Terminal滑模变结构控制器可以在很短响应时间内有效地消除抖振现象,可达到良好的控制效果,且与传统滑模控制器相比,系统的初始状态已经在滑面上,消除了滑模控制的到达阶段,保证了系统的全局鲁棒性,对参数变化具有一定的抗干扰能力,状态跟踪误差也可以在有限时间内收敛到0.     

PID控制器的优化设计

为使PID控制器同时具有给定值跟踪和抑制干扰两个方面的最佳特性,提出了PID控制器优化设计方法.笔者设计了给定值补偿型I-PD控制器,其结构简单,便于掌握,易于实现,可以实现系统的最优控制,特别适用于串级控制中级数较多的系统.在深入研究反馈型2自由度PID控制器的基础上,增加了前馈补偿器,有效地抑制了扰动,为改善给定值跟踪特性,在前馈位置上增加一个微分负前馈环节,仿真结果表明:该控制器具有抗干扰能力强,实时性好,调节时间短、超调量小等特点,提高了系统的控制性能.     

挠性转子磁力轴承系统LQ最优控制研究

在高温气冷堆氦气透平发电系统（HTR—IOGT）的相似性模拟实验装置AMB—PⅡ上,开展针对磁力轴承支承下挠性转子系统的优化控制研究。采用离散质量的集总参数法建立了相应转子动力学模型,通过适当模态截断简化获得了转子系统的状态方程。研究了LQ最优控制方法,分析了权重参数的选择对控制器的影响。仿真实验表明,输出反馈LQ结合相位补偿的控制器,具有物理意义清晰、系统结构简单和参数易于调节等优点。在AMB—PⅡ实验台架上不仅实现了转子的稳定悬浮,而且能够有效地抑制转子的高阶挠性模态振动,使转子顺利通过了二阶挠性临界转速,最高达到450Hz。该方法的研究为今后高温气冷堆氦气透平工程的磁力轴承实际应用提供了良好的设计参考。     

基于模糊控制器的电动汽车电机驱动系统设计

由于电动汽车运行工况复杂,而且随着电动汽车运行工况的不同,电动机自身的参数也会随之而改变,如果不对速度控制器的参数或输出进行任何的校正,控制系统的性能便会变差.为解决这一问题,设计了一种基于模糊控制器的电动汽车用永磁同步电动机矢量控制系统.在保留原速度控制器的基础上,利用模糊逻辑处理不确定信息方面的能力,对速度控制器的输出进行实时校正.同时,给出了系统软硬件设计方案.最终实验结果证明了该控制方案的有效性.     

电磁轴承控制器参数设计方法的研究

控制器是电磁轴承系统的重要组成部分，其性能与系统的稳定性及各项技术指标有着密切的关系。本文根据实际需要，确定控制系统的品质指标，并在此基础上确定PID调节器参数。通过一个实例说明在电流控制策略下，使用Ross-Warren校正的设计方法进行系统动态指标校正，并分析控制器的带宽与系统开环极点位置的关系。     

主动磁悬浮轴承非线性控制决策的研究

主动磁悬浮轴承是一个典型的闭环控制系统,其特点是具有强烈的非线性,磁浮力正比于电流平方,反比于位移偏置量的平方。传统的PID控制器应用比较广泛,但其比例、积分、微分环节的调节参数都是采用试验的方法人工整定。这种方法不仅需要熟练的技巧,而且比较费时。当被控对象发生变化时,其参数也要进行相应的调整,也就是说这种PID调节器没有自适应能力。文章所设计的PID控制器中的各种参数是随系统动态特性不断变动的,它是专为非线性系统设计的,具有很强的自适应能力。仿真结果显示,该系统是可行的。     

基于CMAC神经网络的主动磁轴承控制研究

对CMAC神经网络的工作原理进行了简要讨论,针对主动磁轴承具有本质不稳定性和高度非线性动态特性的特点,提出了一种基于CMAC神经网络的非线性控制方案以改善系统的特性.对某单自由度磁轴承的仿真研究表明,CMAC神经网络控制器抗扰动能力强,同时其他控制品质也比传统PID控制器好.     

AMB系统变参数PID控制仿真

根据电磁学原理,建立了单自由度AMB系统的数学模型,并根据该模型设计出一个变参数PID控制器。在Matlab中的仿真结果表明变参数PID控制器在各项指标上都明显优于传统的PID控制器。     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

电磁轴承控制系统时域仿真

电磁轴承控制系统的计算机辅助设计,多采用时域仿真分析方法.本文在电磁轴承控制器线性化模型的基础上,对采用电流控制策略的电磁轴承控制系统进行时域仿真.研究不同控制参数、不同干扰力情况下对系统性能指标的影响.     

一种新的动态模糊控制器

传统的模糊控制器是一种语言型控制器,不具备动态性能,是一种静态控制器,即当前输入决定当前输出．作者提出了一种新的动态模糊控制器的结构,研究了一阶动态模糊控制器,并且给出了相应的6条模糊推理规则．结果表明,由简单的一阶动态模糊控制器构成的控制系统,性能明显优于传统的静态模糊控制器构成的相应系统．     

Analytical Design of Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller and Fuzzy Proportional IntegralDerivative Controller for High Order System

In this paper, three tuning methods of the integer order proportional integral derivative （IOPID） controller, the fuzzy proportional integral derivative （FPID） controller and the fractional order proportional integral derivative （FOPID） controller for high order system are presented respectively. Both IOPID controller and FOPID controller designed by the two tuning methods can satisfy all the three specifications proposed, which can guarantee the desired control performance and the robustness of the high order system to the loop gain variations. From the simulation results, the three controllers meet the dynamic performance requirements of high order system. Moreover, the FOPID controller, with the shortest overshoot and adjustment time, outperforms the IOPID controller and the FPID controller for the high order system.     

积分在提高模糊控制器精度中的作用

普通模糊控制器在控制复杂对象时有它的缺陷与不足 ,在控制系统中以不同方式引入积分的作用 ,有利于模糊控制器精度的提高。本研究运用 MATLAB对 3种引入积分方式做了仿真实验 ,取得了较好的实验结果。