基于参数辨识的交流伺服速度环参数自整定

介绍了一种简便可行的交流伺服系统速度控制器参数整定方法.通过最小二乘方法辨识系统参数,利用对称最优法整定控制器参数.     

基于广义预测控制PID算法的桥式起重机吊钩防摆控制器设计

针对桥式起重机在运输过程中吊物产生的游摆问题,提出了一种基于广义预测控制律的PID控制器参数离线整定算法。该算法利用最小二乘法去拟合针对桥式起重机防摆问题所设计的广义预测控制律;并由此得到PID控制器的三个待整定参数。仿真和实时控制试验表明,这种离线整定的PID控制器在桥式起重机吊钩防摆控制中能够获得满意的控制效果。     

有限代遗传算法及其在电弧炉自适应控制中的应用

针对一般遗传算法寻优速度不确定,难以可靠应用于自适应控制的特点,提出有限代遗传算法,并应用于自适应控制器参考优化上。仿真以电弧炉控制为例,用辅助最小二乘法辩识模型的参数,以不对称优化法初步确定控制器参数,然后以有限代遗传算法调控制器参考,结果显示,可达到优良的控制品质。     

基于自适应微分跟踪器的位置伺服系统

为兼顾永磁同步电机位置控制的快速响应能力和无超调特性,在分析传统微分跟踪器的基础上,设计了一种自适应微分跟踪控制器。该控制器用微分跟踪器对位置指令安排过渡过程,采用最小二乘法拟合滤波因子h和输入阶跃脉冲数s的一次函数关系。此外,该控制器可以在运行过程中根据不同范围的阶跃信号自适应地选择最优过渡过程参数,实现了对阶跃指令大范围无超调的快速响应。实验结果验证了该控制器的可行性及优越性。     

仿人手指关节参数识别及滑模控制仿真研究

针对假手智能化水平较低的问题,设计了一种采用直流电机驱动并集成力矩/位置传感器的仿人手指机构,通过对手指基关节的分析,建立了近似的二阶系统模型,以电机电压为输入,关节位置、速度为输出,通过最小二乘法进行参数辨识,确定了系统的状态空间方程。在此基础上设计了滑模变结构控制器,通过对正弦信号的轨迹跟踪仿真表明,控制器具有良好的轨迹跟踪性能。     

计算挠性转子动平衡量的摄动最小二乘法

给出影响系数法平衡挠性转子及其轴系时一种平衡量的计算方法——摄动最小二乘法,该方法既可以有效抑制测振点最大残余振动,又可以维持整体残余振动较小即各测振点的残余振动平方和最接近最小二乘法的水平。通过算例将该方法与目前常用的最小二乘法、加权最小二乘法和极小化最大残振法进行比较,结果表明,摄动最小二乘法是对最小二乘法的有效修正,在一些场合可以取得比加权最小二乘法和极小化最大残振法更好的平衡效果。     

红外甲烷传感器检测中的算法研究

针对在红外甲烷气体检测中处理数据精度不高的问题,通过对最小二乘法曲线拟合进行分析,阐述了在红外甲烷检测中使用最小二乘法拟合所存在的问题,提出了一种改进的分段最小二乘法.并根据试验中测试的数据对两种拟合方法进行了分析及对比研究.试验证明:分段最小二乘法可有效提高气体检测的测量精度.     

基于卡尔曼滤波的数控机床主轴热误差建模研究

为提高数控机床精度,提出一种基于卡尔曼滤波法的机床误差建模新方法,将统计模型的回归系数看作状态向量,统计模型视为观测方程,利用卡尔曼滤波法实现了统计模型的建模,由于卡尔曼滤波法属于线性最小方差估计,所以相比最小二乘法可望获得更高的建模精度。对一台立式加工中心,利用温度传感器与非接触式激光位移传感器同步测量主轴温度变化及热误差,利用卡尔曼滤波法构建的热误差模型分别与利用最小二乘法(LS)、最小二乘支持向量机法(LS-SVM)构建的模型进行对比,结果表明:卡尔曼滤波法的建模精度比最小二乘法和最小二乘支持向量机法分别高10.5%和1.8%,且建模时间比最小二乘法和最小二乘支持向量机法分别少0.9%和6.8%。     

基于反标架正规化的球磨机控制器设计及仿真

针对球磨机作为被控对象时,参数不确定性对控制系统的影响,本文给出了一种基于矩阵奇异值分解的反标架正规化设计方法,通过设定期望的目标函数,用最小二乘法拟合出近似于"理想"的控制器。仿真结果表明,这种控制器具有良好的鲁棒性,实现了精确解耦和定值跟踪。     

评定直线度误差的最小二乘法与 最小包容区域法精度之比较

介绍了直线度误差评定的最小二乘法和最小包容区域法的算法模型与实现方法。在三坐标测量机上对八种不同被测直线进行了采样点坐标数据提取,分别用最小二乘法和最小包容区域法的基于搜索逼近-逐次旋转逼近法进行了给定平面内直线度误差的评定。结果表明:最小二乘法的评定结果与最小包容区域法的基于搜索逼近-逐次旋转逼近法的评定结果完全一致,即直线度误差的最小二乘法评定结果符合最小条件。     

Practical motion control with acceleration reference for precision motion—New NCTF control and its application to non-contact mechanism

This paper presents an improved practical controller for enhancing precision motion performance. For practical use, high motion control performance and ease of controller design are desired. A nominal characteristic trajectory following control (NCTF control) has been studied to satisfy the desired response. The NCTF controller consists of a nominal characteristic trajectory (NCT) which is the reference motion of control system and a compensator which makes the motion of the controlled object to follow the NCT. The NCT is easily determined from experimental open-loop time responses of the mechanism. The controller parameters can be also determined easily, without any given model parameters. In the present paper, the Continuous Motion NCTF controller for high continuous motion performance is improved in order to enhance the following characteristic of the object motion on NCT and improve the positioning and tracking accuracies of the system. The improved Continuous Motion NCTF controller (referred to as Acceleration Reference-Continuous Motion NCTF controller (AR-CM NCTF controller)) provides the advantages such as the high overshoot reduction characteristics and the low sensitivity disturbance. The AR-CM NCTF controller includes the structure of the Continuous Motion NCTF controller and acceleration reference for the object motion as the additional controller elements. The design procedure of the AR-CM NCTF controller remains easy and practical. In order to confirm the advantages, the AR-CM NCTF controller was examined in positioning and tracking motion performances using the non-contact mechanism. The experimental results prove that the AR-CM NCTF controller achieves the better positioning and tracking performances than the Continuous Motion NCTF controller.     

基于变控制律方法的空调监控系统的智能控制器设计

本文介绍一种采用变控制律的厂房空调中央监控系统的新型智能控制器,以取代采用单一ＰＩＤ控制律的传统空调系统控制器。本控制器以ＰＩＤ控制为基础,结合Ｆｕｚｚｙ控制及Ｂａｎｇ－Ｂａｎｇ控制技术,构成变控制律结构。     

模糊自适应控制器在过程控制中的应用

研究了T-S模糊推理机的结构，推导出该推理机具有非线性PID控制器的形式，在此基础上设计了基于模糊规则调整的模糊自适应控制器，对设计的模糊自适应控制器进行了仿真。     

模糊PID控制在运动控制中的应用

在模糊PID控制器的基础上，利用模糊推理方法实现了对PID参数的在线自动整定，并且在Matlab软件下，将该控制器在运动控制系统中的应用进行了研究，仿真结果表明，参数自适应模糊PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值。     

Fuzzy time-optimal controller (FTOC) for second order nonlinear systems

The motivation behind this paper is to seek alternative techniques to achieve a near optimal controller for non-linear systems without solving the analytical problem. In classical optimal control systems, the system states and optimization co-state parameters generate a two-point boundary value problem (TPBVP) using Pontryagin’s minimum principle (PMP). The paper contributes a new fuzzy time-optimal controller to the existing fuzzy controllers which has two regular inputs and one bang-bang output. The proposed controller closely approximates the output of the classical time-optimal controller. Further, input membership function are tuned on-line to improve the time-optimal output. The new controller exhibits optimal behaviour for second order non-linear systems. The rules are selected to satisfy the stability and optimality conditions of the new fuzzy time-optimal controller. The paper describes a systematic procedure to design the controller and how to achieve the desired result. To benchmark the new controller performance, a sliding mode controller is used for guidance and comparison purpose. Simulation of three non-linear examples shows promising results. The work described here is expected to incite researcher’s interest in fuzzy time-optimal controller design.     

基于新型PD模糊控制方法的机器人轨迹跟踪

研究了一类基于模糊规则的变参数PD控制方法.对于模型未知对象,常规PD控制器参数的整定一般要基于一些经验知识,这对PD参数的整定带来一定的困难.该文采用TS模糊控制,将模糊控制和PD控制相结合组成一种复合控制器.这种控制方法兼备模糊控制和PD控制的优点,具有广泛的应用价值.二自由度机器人仿真和实验表明了该控制方案的可行性.     

基于采样控制理论的光电跟踪伺服系统内模控制研究

针对外部扰动对光电跟踪伺服系统精度的影响,对稳定回路提出了一种两自由度内模控制,将控制器的设计转化为标准的H∞优化问题,使得系统对模型误差及参数摄动具有较强的鲁棒性。采用jump变换、提升操作等采样控制系统的理论与方法来优化设计相应的鲁棒控制器,综合考虑了系统的多采样率行为及采样点间的动态特性。仿真结果表明了所设计的控制系统具有较高的指令跟踪精度及较强的扰动抑制性能。本文的研究为高精度光电跟踪伺服控制系统的设计提供了新方法。     

Adaptive control for spacecraft rendezvous subject to actuator faults and saturations

An adaptive saturated fault-tolerant controller is proposed for a spacecraft rendezvous maneuver with a cooperative target spacecraft. The six-degree-of-freedom (6-DOF) relative dynamics subject to unknown inertial parameters, external disturbances, actuator faults and saturations are formulated in the pursuer's body-fixed frame. To design controller satisfying asymmetric magnitude constraints, a modified smooth hyperbolic tangent function is applied to approximate the non-differentiable saturation function. Based on the augmented system technique, an adaptive fault-tolerant saturated controller is designed for the pursuer by using a Nussbaum function matrix compensating for the nonlinear term arising from the input saturations. In addition, a Levant differentiator is introduced to obtain the derivative of the virtual control in finite time that avoids the complicated calculation. It is proved via Lyapunov stability theory that all the signals in the closed-loop augmented system are bounded and the relative errors asymptotically converge to zero. Numerical simulations are performed to illustrate effectiveness of the proposed controller.     

异步电动机矢量控制系统中转速控制器的研究

针对异步电动机矢量控制中的转速控制器进行了研究,在异步电动机矢量控制系统中,将传统的转速PID控制器转换为模糊PID控制器,并利用Matlab/Simulink建立仿真模型,通过仿真实验验证了模糊PID控制具有减小转速超调量,提高稳态精度的优点.     

模糊PID控制器在开关电源充电机控制系统中的应用

研究了一种分段的模糊PID控制器在开关电源充电机控制系统中的应用;阐述了控制器设计、各充电环节动态分析和建模;对模糊PID控制和传统PID控制进行了对比;展示了模糊控制在充电机控制系统中的良好应用前景。