基于微分几何的带钢热连轧活套解耦控制

带钢热连轧机活套系统是一个耦合的多输入多输出的非线性系统。针对活套系统的解耦控制问题，提出了基于微分几何的解耦控制方法。微分几何方法利用微分几何中的局部变换来研究系统的基本特性，是处理非线性多变量系统解耦问题的有效数学工具；建立了活套系统的数学模型，利用微分几何方法，通过非线性状态反馈对热连轧活套进行了解耦控制，并针对活套系统实例进行了仿真研究。仿真结果表明，该控制算法具有较好的解耦效果，有效地提高了活套系统的控制效果。     

热连轧机活套系统的解耦控制及仿真

针对传统热连轧带钢活套张力与高度控制系统,本文给出了基于对角矩阵解耦和解耦不变性原理的解耦控制方法.通过耦合系统的动态结构图,求取活套耦合系统的状态空间表达式,经过Matlab变换求得系统的传递函数,再根据解耦不变性原理,求得系统的解耦网络传递函数.最后应用Matlab的系统仿真工具Simulink对活套系统和解耦网络进行联合仿真实验,结果表明解耦后活套控制系统可达到较好的控制效果.     

热连轧机活套系统的解耦控制及仿真

针对传统热连轧带钢活套张力与高度控制系统,本文给出了基于对角矩阵解耦和解耦不变性原理的解耦控制方法.通过耦合系统的动态结构图,求取活套耦合系统的状态空间表达式,经过Matlab变换求得系统的传递函数,再根据解耦不变性原理,求得系统的解耦网络传递函数,最后应用Matlab的系统仿真工具Simulink对活套系统和解耦网络进行联合仿真实验.结果表明解耦后活套控制系统可达到较好的控制效果.     

活套高度和张力系统的神经网络自适应解耦控制

通过对活套系统动态耦合过程的分析，在工作点附近，以实际热轧现场数据为依据，建立控制对象的动态数学模型．提出了BP—RBF神经网络自适应控制策略以减弱系统的耦合影响，证明了所设计的控制器能确保闭环系统渐近稳定．最后的仿真结果验证了本算法的有效性，表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果．     

活套多变量系统建模与智能解耦控制研究

活套系统控制的好坏,直接影响成品带钢的宽度、厚度等性能指标。活套系统的控制目标是恒定活套量下保持张力波动尽可能小,即降低活套张力控制和高度控制的相互干扰,使系统更加稳定。控制系统能够根据检测到的活套辊摆角的变化,一方面给出控制率去调整上游机架的轧辊速度以保持套量不变;另一方面在带钢轧制过程中,为了保持恒定带钢张力,活套输出的张力矩就必须随着活套角度的不同而相应地改变。针对活套系统非线性、强耦合、多约束等特点,以鞍钢1700热连轧精轧机组为背景,建立了活套系统的动态数学模型。针对该模型提出了一种新型控制策略--单神经元PID与小脑模型复合控制算法来实现活套系统的多变量解耦控制。仿真结果验证了本算法的有效性,其解耦响应速度和抗干扰能力明显优于传统PID解耦控制效果。     

活套关联系统建模及滚动时域控制

本文分析了热连轧活套系统下游机架轧制速度对活套张力系统的影响和热连轧多机架协同工作的特性,建立了活套关联系统模型;基于分散控制思想,为每个活套系统单独设计控制器.对于每一个活套子系统,活套高度和张力是强耦合系统,本文采用一类基于滚动时域优化原理的多路控制策略,在每个周期内顺序求解活套高度和张力子系统的控制律后及时更新系统,从H∞观点出发,将解耦问题转化为干扰抑制和多目标优化问题.仿真结果证实了该方法具有良好的解耦效果和控制特性.     

活套系统的神经网络离散变结构控制

针对带钢热连轧中活套系统的解耦控制问题,提出了神经网络交结构多变量解耦控制方法.通过将活套高 度和张力复合控制系统看成高度和张力两个独立的控制系统,将二者的耦合关系当作扰动来处理,根据全阶滑模交 结构控制理论,分别对这两个系统设计控制器.利用两个径向基神经网络来保证滑态可达条件的满足.最后用 Matlab对活套多变量耦合控制系统进行仿真研究,结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.     

多变量非线性厚度–活套系统的鲁棒逆控制

针对典型的多变量、强耦合、不确定厚度–活套非线性系统, 提出了一种基于逆系统理论的非线性解耦鲁棒控制策略. 建立了厚度–活套非线性系统动态模型, 应用该策略实现了厚度–活套系统的反馈线性化解耦, 并针对伪线性系统的未建模动态和外界干扰推导了保证厚度系统鲁棒稳定性和鲁棒性能的约束条件, 设计出抗干扰、鲁棒性强的反馈控制器. 仿真效果表明鲁棒逆系统策略对厚度–活套多变量强耦合非线性系统控制的有效性.     

活套系统的神经网络离散变结构控制

针对带钢热连轧中活套系统的解耦控制问题,提出了神经网络变结构多变量解耦控制方法.通过将活套高度和张力复合控制系统看成高度和张力两个独立的控制系统,将二者的耦合关系当作扰动来处理,根据全阶滑模变结构控制理论,分别对这两个系统设计控制器.利用两个径向基神经网络来保证滑态可达条件的满足.最后用Matlab对活套多变量耦合控制系统进行仿真研究,结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.

     

多变量非线性厚度-活套系统的鲁棒逆控制

针对典型的多变量、强耦合、不确定厚度-活套非线性系统.提出了一种基于逆系统理论的非线性解耦鲁棒控制策略.建市了厚度-活套非线性系统动态模型,应用该策略实现了厚度-活套系统的反馈线性化解耦,并针对伪线性系统的未建模动态和外界干扰推导了保证厚度系统鲁棒稳定性和鲁棒性能的约束条件,设计出抗干扰、鲁棒性强的反馈控制器.仿真效果表明鲁棒逆系统策略对厚度-活套多变量强耦合非线性系统控制的有效性.     

Decoupling control for spatial six-degree-of-freedom electro-hydraulic parallel robot

This paper presents a decoupling controller equipped with cross-coupling pre-compensation for an electro-hydraulic parallel robot, in order to weaken system dynamic coupling effects usually ignored on the design of advanced controllers and improve system control performance. The mathematical model of the electro-hydraulic parallel robot is built using the Kane method and a hydromechanics approach, and the kinematical model is established with a closed-form solution and the Newton-Raphson method. The feedback linearization theory is applied to reduce coupling effects stemmed from system dynamics of the parallel robot via incorporating force-velocity control with cross-coupling pre-compensations. The control performance involving stability, accuracy, and robustness of the proposed controller for spatial 6-DOF parallel robot is analyzed in theory and experiment. The experimental results illustrate that the proposed controller can highly improve the control performance by weakening system dynamic coupling effects of the electro-hydraulic parallel robot, especially for trajectory tracking performance.     

一种新型三极交流磁轴承原理与解耦控制

摘要：阐述了一种新型三极交流磁轴承的基本结构与工作原理,用等效磁路法推导了其悬浮力数学模型。针对三极交流磁轴承在两相静止坐标系下数学模型的强耦合特性,采用逆系统方法将其解耦为伪线性系统,并在该伪线性系统的基础上利用线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator,简称LQR）设计了满足性能指标的控制器。仿真试验表明这种解耦控制策略不仅能够实现三极交流磁轴承径向位移之间的动态解耦,而且可以实现转子稳定悬浮,并且系统具有良好的动、静态性能。     

特征轨迹法解耦活套高度和张力控制系统

针对板带热连轧机活套高度和张力控制系统，给出一种新的多变量解耦控制策略．利用特征传递函数的轨迹来判定闭环系统的稳定性．利用失配角度曲线来检验系统的关联性．采用特征轨迹方法设计出的解耦控制器在最大程度上减弱了活套高度和张力控制系统的关联．最后，用Matlab中的系统仿真工具箱Simulink对活套多变量控制系统进行仿真实验，结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制性能．     

多自由度伺服系统的非线性解耦控制

多自由度伺服系统各轴之间存在的非线性耦合,是影响系统控制性能的一个重要因素,为了提高系统控制性能,本文研究了多自由度伺服系统的解耦控制．首先建立了多自由度伺服系统的一般化耦合数学模型;然后根据Singh法求出逆系统;最后结合期望的标称线性传递函数,算出解耦控制规律．本算法避开微分几何理论,直接对矩阵进行运算,易于理解．文章给出了应用此方法对3轴仿真转台进行解耦控制的例子．     

一种热连轧活套多变量控制方法及仿真分析

针对双输入双输出耦合活套控制系统,提出了一种新的多变量控制方法。该方法将活套控制问题视为双输入双输出随动系统渐近跟踪问题,通过建立活套控制系统状态空间模型,采用多变量极点配置方法配置活套控制系统的期望闭环极点,以实现期望性能指标。该方法计算简单,物理概念清晰,克服了常规解耦控制器设计复杂,计算繁琐的弱点。仿真结果表明,系统不仅具有较好的动态性能和稳态性能,而且有很强的鲁棒稳定性。     

基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(PMSM)矢量控制的目标是使PMSM表现优良的动态性能和稳态性能, 为解决同步旋转坐标 下dq轴电流存在耦合, 同时传统解耦方法在电感参数失配时解耦效果不佳的问题, 提出一种基于电流偏差的永磁 同步电机滑模电流解耦控制方法. 该方法在电流偏差解耦控制电机模型的基础上, 保证系统的良好的动态性能, 并 充分利用偏差解耦结构的灵活性, 引入新的Z控制函数, 设计滑模控制律, 使其运动在滑模阶段, 并且呈非线性光滑 特性, 以保证系统滑动模态, 抑制抖振, 从而实现dq轴电流较好的解耦效果, 同时提高系统在整个运动过程中因参数 摄动和外在扰动的鲁棒性, 保证系统的动态性能. 通过对传统解耦方法和新方法的仿真和实验对比分析, 验证所提 方法的可行性和有效性.     

凹印机张力与速度解耦控制

印刷包装行业中,由于凹印机张力控制系统中动力学模型变化大,张力-速度的强耦合,很容易造成控制系统的不稳定。如何降低张力-速度的强耦合,提高产品质量,成为凹印机张力控制的重要课题之一。通过建立凹印机张力控制系统的数学模型,在此基础上实现了对张力-速度的解耦控制,并对解耦效果进行了仿真,仿真结果表明该方法能降低张力-速度之间的耦合程度,改善系统的控制效果。