分数阶PIλDμ控制器参数整定方法——极点阶数搜索法

分数阶PI^λD^μ控制器将传统整数阶PID控制器的微分与积分阶数扩展到分数．利用μ、λ两个参数，可以灵活地设计HD控制器．本文提出了一种整定分数阶PI^λD^μ控制器参数的有效方法——极点阶数搜索法．其基本原理是，首先估计分数阶PI^λD^μ控制器的比例参数Kp，然后设计一对稳定度较好的极点，再估计参数μ和λ的搜寻范围，最后将Kp、极点代入分数阶控制系统的特征方程中，并在μ和λ的搜寻范围内搜寻一组能满足分数阶控制系统时域性能指标的分数阶PI^λD^μ控制器的参数群、Kp、K1、KD、μ．仿真结果证明，用极点阶数搜索法设计出的分数阶PI^λD^μ控制器能更好地调节分数阶被控系统．     

分数阶PI^λD^μ控制器控制性能的研究

现实控制系统研究中存在很多分数阶系统,因此对系统提出了分数阶PI~λD~μ控制器,控制器将传统整数阶PID控制器的微分与积分阶数扩展到分数,增加了两个参数微分阶数μ和积分阶数λ.为了对比研究分数阶系统分别在分数阶PI~λD~μ控制器控制下和在整数阶PID控制器控制下的系统性能,针对一个典型的分数阶系统,分别设计两类控制器,再进行性能比较.实验仿真结果表明,与整数阶PID控制器相比,该系统在分数阶PI~λD~μ控制器控制下整个闭环系统具备较好的动、静态性能,并且鲁棒性较强,说明分数阶PI~λD~μ控制器控制性能的优越性以及当被控系统为分数阶系统时应该设计分数阶PI~λD~μ控制器.     

一种基于参数稳定域的PI~λD~μ控制器整定方法

在PI~λD~μ控制器的研究中,对于参数稳定域的研究取得了一定的成果,而对于如何在稳定域内确定满足系统性能要求的最优控制器则未给出具体方法。为此,本文提出了一种在参数稳定域内整定控制器参数的方法。首先根据D分割原理求得满足一定相角裕度要求的控制器K_p,K_i参数稳定区域,然后根据该区域边界确定K_p,K_i参数的上下界,并采用遗传算法,以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)为性能指标求出在该区域中K_p,K_i参数的最优值。最后,分别以整数阶滞后系统和分数阶滞后系统为被控对象进行仿真。结果表明,由该方法整定的PI~λD~μ控制器可以实现对整数阶或分数阶滞后系统的有效控制。     

基于飞蛾火焰优化算法的PMSM分数PI^λ阶研究

针对PMSM(永磁同步电机)分数阶PI^λ控制器的参数整定,提出了一种频域法和飞蛾火焰优化算法相结合的方法。以永磁同步电机的分数阶模型作为被控对象。首先使用频域法,根据系统的相对稳定性和增益变化的鲁棒性等条件得到控制器的方程;然后结合该方程的图像求解出分数阶PI^λ控制器的参数,以该参数为中心位置,指定寻优的范围,进而用火焰优化算法对其周围进行寻优。仿真和实验结果表明,该分数阶PI^λ控制器能够降低系统的超调量,提高系统的快速跟踪能力和抗干扰能力,具有较强的鲁棒性。     

基于BF-PSO的船舶电站柴油机分数阶控制器

针对船舶电力系统的频率稳定性问题,对船舶电站柴油机调速系统设计了分数阶PIλDμ控制器。采用细菌觅食-粒子群混合优化(BF-PSO)算法对分数阶PIλDμ控制器参数进行优化整定,解决了分数阶PIλDμ控制器整定参数多、设计复杂的问题。对分别采用分数阶PIλDμ控制器和传统整数阶PID控制器的柴油机调速系统进行了仿真和对比。结果表明,在同等条件下优化得到的分数阶PIλDμ控制器能够有效抑制模型参数摄动,鲁棒性更强,具有更好的控制效果。     

基于改进Oustaloup滤波器的分数阶PID控制器简化设计

针对分数阶微积分算子的直接和间接近似化方法所表现出来的形式复杂、运算量大的问题,对Oustaloup滤波器的结构进行改进,对常规分数阶PID控制器进行了简化设计,并采用自适应遗传算法对控制器的参数进行整定.选取两种代表性分数阶系统,在模型处于两种典型状态下,对简化型分数阶PID控制器、常规分数阶PID控制器和整数阶PID控制器的控制性能进行仿真实验对比.结果表明,在控制器性能基本相同的情况下,通过该方法设计的简化型分数阶PID控制器性具有结构简单,耗时量小的优点,提高了工程可实现性.     

分数阶PIλDμ控制器的一种状态空间实现

首先回顾了分数阶微积分、分数阶系统和分数阶PIλDμ控制器的数学描述,对于一类分数阶SISO被控对象,提出了一种基于整数阶微分算子的分数阶PIλDμ控制器的S平面状态空间实现.同时,在Matlab Simulink仿真平台实现了基于Oustaloup连续滤波器法的分数阶微分算子和该状态空间实现,并基于遗传算法整定了状态空间参数.仿真结果验证了该状态空间的有效性与正确性.     

直线一级倒立摆分数阶控制器设计及仿真

针对直线一级倒立摆的稳定控制问题,设计了分数阶比例积分(FOPI和FO[PI])控制器。首先,根据Newton力学方法建立了倒立摆系统的数学模型。然后,采用基于向量的增益鲁棒性分数阶控制器参数求解简化算法,设计了分数阶比例积分控制器。最后,在MATLAB环境下进行了分数阶比例积分控制器参数整定方法的有效性验证,并且对倒立摆系统分别采用分数阶比例积分控制器和整数阶PID(IOPID)控制器进行了稳定控制仿真实验,并将得到的摆杆角度响应曲线进行了对比分析。结果表明:分数阶比例积分控制器对系统的稳定控制效果优于IOPID控制器,且在分数阶比例积分控制器中,FO[PI]控制器对系统稳定控制最好,响应时间较快、振荡幅值较小且具有鲁棒性。     

一种整数阶系统的分数阶(PID)~γ控制方法

针对常见的1阶、2阶和1阶加积分系统,提出了一种分数阶(fractional order,FO)控制器设计方法.基于内模控制(internal model control,IMC)原理,采用分数阶滤波器推导出了一种分数阶(PID)γ控制器,该控制器仅包含两个可调整参数,有效降低了分数阶控制器整定的难度,并基于系统相位裕量φm和截止频率ωc,实现了分数阶(PID)γ控制器的参数整定.仿真结果表明,所提出的方法不但设计简单,参数整定方便,而且可使系统获得良好的设定值跟踪特性和干扰抑制特性,以及克服系统参数摄动的鲁棒性.     

车辆线控转向系统的分数阶鲁棒控制研究

线控转向系统有别于普通车辆的机械转向机构,它是由转向电机、转向机构、转角和力矩传感器以及控制单元构成的复杂转向系统．系统性能受到参数的不确定性、未建模动态以及前轮回正力矩的影响．本文基于分数微积分理论,根据转向系统鲁棒性的设计要求,提出一种新的PI^λD^μ控制策略,保证线控转向系统在所要求的频域范围具有鲁棒性．文中通过优化方法得到PI^λD^μ控制器的五个设计参数,并用Oustaloup算法对分数阶控制器进行仿真验证,结果表明该控制方法对提高转向系统性能的鲁棒性是有效的．     

七种控制作用力的逻辑控制器

基于智能控制的思想，在九点控制器结构的基础上，提出了七种控制作用控制器的概念及控制策略．通过分析自身各参数的实际意义和控制过程7种控制作用的性能，提出了应用该控制器的3个相关命题．     

变增益智能PID控制器设计

针对典型的具有滞后的一阶惯性环节进行了变增益智能PID控制器的设计和数字仿真研究。仿真结果表明，该控制器对滞后较大的对象比常规最优PID控制器具有更好的控制性能。     

一种基于MVC的主辅控制器设计与实现

针对当前多层Web体系结构的设计中存在的一些问题,本文基于MVC设计模式,对MVC的控制器做进一步的研究和设计.首先分析比较了单一控制器和多控制器两种常用的控制器设计方法,接着基于多控制器设计方法提出了一种主辅控制器设计方案,并综合使用Servlet＋JavaBean技术加以具体实现.可以发现,这种控制器设计方案具有较好的可维护性、可扩充性和作为一个应用框架的可伸缩性.     

五种倒立摆控制器对比研究

针对水平导轨直线型倒立摆的稳定控制问题,论文设计了线性二次型调节器LQR和LQY、拟人智能控制器和模糊控制器,提出了一种基于泛组合模型的智能控制器。用这五种控制器对系统进行控制,实验证明了所提出的智能控制模型的有效性。对各控制器控制效果的比较研究说明智能控制比线性控制更适合解决这类非线性控制问题。     

An optimal H 2 decoupling design for non-square plant systems based on the two-degree-of-freedom standard model

We obtain an optimal H ₂ decoupling controller for rectangular plants in a standard two-degree-of-freedom controller configuration model. The class of all stabilizing and decoupling loop controllers is parameterized in terms of free diagonal parameter matrices. We determined the optimal decoupling controller from these free parameters. Inner-outer factorization and the Khatri-Rao product expression for the vector operation to a diagonal matrix are the key steps in obtaining the H ₂ optimal solution. We provide a compact set of assumptions to assure the existence of the optimal solution. Recommended by Editorial Board member Jietae Lee under the direction of Editor Young Il Lee. Goon-Ho Choi received the B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering and the Ph.D. degree in Control Engineering from Sungkyunkwan University, Suwon, Korea, on February 1993, 1995 and 1999, respectively. From 1999 to 2005, he worked as a Senior Engineer in the research and development area of Han-Mi Semiconductor Co. Ltd, Hanool Robotics Co., and Dasa Robot Co. Ltd, respectively. Since 2006, he has been a lecturer in the School of Mechanical Engineering, at Korea University of Technology and Education, Chungnam, Korea. His research interests include robust optimal control, robotics, motion control, sequence control, and the human-machine interface of an automated machine. Kiheon Park received the B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering from Seoul National University, Korea in 1978 and 1980, respectively, and the Ph.D. degree in System Engineering from Polytechnic University, NY, in 1987. From 1980 to 1983, he served in the Korean Navy as a Full-time Instructor at the Naval Academy. He was the recipient of a Korea Electric Association Scholarship from 1983 to 1986. From 1988 to 1990, he worked for the Electronic and Telecommunication Research Institute (ETRI), Daejeon, Korea, where he was involved in a factory automation project. Since March 1990, he has been with the School of Information and Communication Engineering at Sungkyunkwan University, Suwon, Korea, where he is currently a Professor. His research interests include linear multivariable control, decoupling controller design, vibration control and networked control systems. Joon-Hong Jung received the B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering from Sungkyunkwan University, Suwon, Korea, in 1996 and 1998, respectively, and the Ph.D. degree in Electrical and Computer Engineering from Sungkyunkwan University, Suwon, Korea, in 2005. From 2007 to 2008, he was a Visiting Professor at Sungkyunkwan University. Since 2005, he has been with the R&D Department at Korea Electric Power Data Network Co., Ltd., where he is currently a Staff Researcher. His research interests include network-based control system, robust control, and power system monitoring and diagnosis.     

一种解耦模糊PID控制器研究与仿真

针对线性控制系统中因环境变化引起被控对象参数改变或者因干扰作用使系统出现非线性,而引起系统控制性能变差的现象,提出一种解耦模糊PID控制器的方法来改善系统的性能。通过对线性随动控制系统的仿真可见,不论是在被控对象参数改变还是出现随机干扰的情况下均能获得较好动态性能指标。解耦模糊控制的模糊语言规则少,响应速度较快。     

运用逻辑切换改善反馈控制系统的动态特性

本文讨论如何应用逻辑切换改善反馈控制系统的动态特性,采用适当的逻辑切换可使直输回路的无源度得到提高,从而动态性能得到改善,仿真结果表明该方法有效。     

液压支架电液控制系统软件在线升级方案设计

针对现有液压支架间架控制器与端头控制器的软件升级需要技术人员在井下对控制器逐一拆装操作,且耗时长、效率低的问题,提出了一种液压支架电液控制系统软件在线升级方案,详细介绍了液压支架电液控制系统组成、代码存储空间变化及在线升级的相关程序流程,并给出了实验数据及分析。该方案实现了对间架控制器和端头控制器的远程在线升级,升级过程简单方便,且升级速度快。     

ID卡机房智能管理系统设计与实现

本文详细介绍了“ID卡机房智能管理系统”设计方案与实现技术,并重点介绍了几项关键技术。实践证明系统运行稳定,功能完善,计时收费准确无误,能够蹄网段管理,达到了机房管理自动化和无人值守的目的,提高了工作效率,大大减轻了机房管理人员的工作负担。     

柔性控制系统中七态控制器的仿真分析

基于智能控制的思想,在九点控制器的基础上,提出了七态控制器的概念.在控制器作用下对柔性控制系统中的二阶对象进行仿真分析,可得出结论:无论二阶对象是否稳定,七态控制器对不同的控制对象可以达到满意的控制效果.