电压型Buck电路控制器的复频域设计及仿真研究

通过分析电压型Buck电路控制器,在复频域下用模拟和数字两种方法对Buck变换器的补偿网络进行了设计.应用PSpice软件建立了系统的模拟电路模型,对系统的频率特性进行了仿真,并用Mathcad仿真软件对复频域下系统连续模型的频率特性进行了验证.然后运用根轨迹理论讨论了一种基于根轨迹和零极点配置的数字控制器设计方法,根据系统性能指标设计了补偿网络,并用Matlab仿真软件对控制系统离散数学模型进行了特性仿真.仿真结果表明用该方法所设计的控制器性能与模拟电路建立的控制器性能完全相同.经过离散化的控制器数学模型可以方便地在DSP等数字信号处理器上实现,为开关变换器的数字化控制提供了简便的实现方法.     

基于双闭环PID控制的球棒控制系统设计

球棒系统是典型的开环不稳定非线性系统,是机电控制的典型课题.以球棒控制系统为研究对象,首先对系统进行受力分析,建立相应的数学模型,并将非线性模型线性化;然后根据系统模型采用根轨迹法设计控制器,使球棒系统稳定;最后利用matlab的simulink工具进行仿真,获得了较好的控制性能.通过该系统的设计,说明了机电控制系统设计的一般步骤,提供了一套利用matlab进行控制器设计和仿真的方法,对机电控制系统设计具有很强的借鉴意义.     

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．     

数字DC/DC开关电源环路补偿器设计

建立了数字控制DC/DC开关电源闭环系统的s域小信号模型,采用数字重设计法针对给定的系统参数设计了数字补偿器。应用SISO Design Tool仿真平台,在伯德图分析和根轨迹法的基础上设计了连续域的模拟补偿器,并进行了离散化处理。在建立系统s域模型时引入了模数转换器和数字脉宽调制发生器产生的延迟效应,使补偿器的设计考虑了采样速率对系统的影响,改善了传统离散设计的误差。基于数字重设计法构建的数字补偿器实现了对脉宽调制信号的可编程精确控制,保证了变换器闭环工作良好的动态特性。仿真实验结果验证了所设计的数字补偿器的性能。     

最优采样飞行控制系统设计

针对飞行器建模中存在不确定性及间接设计数字控制器会忽略采样期间信号变化的问题,研究了数据采样系统的H∞最优控制方法,直接设计数字飞行控制器.首先比较了数字控制器的设计方法,然后针对数据采样控制系统的连续时变性,难于进行数字控制器设计的问题,研究了提升技术,它能够将连续时变系统变换成等效的离散时不变系统.接下来研究了数据采样系统的H∞最优控制方法.采用上述方法设计了飞行器小角度转弯的控制律,给出了模型在存在一定范围参数不确定性和结构不确定性下的仿真结果.结果表明设计出的数字控制器具有良好的鲁棒性和性能指标.     

基于最优Oustaloup的分数阶PID参数整定

目前工程控制中大部分系统采用传统PID控制,由于分数阶PID继承了传统PID的优点,并且具有更好的控制品质及更强的鲁棒性,因此针对分数阶微积分的高精度数字实现及分数阶PID控制器在工程复杂系统中的实际应用,提出一种新的分数阶微积分高精度数字实现算法-最优Oustaloup数字实现,并建立控制系统的仿真模型,利用框图式模型结合最优ITAE性能指标来整定分数阶PID的参数。通过实例仿真验证,该方法能进一步优化控制器参数,提高控制精度及获得更好的控制效果,便于非线性系统及复杂系统的分数阶PID参数整定。     

大滞后多变量计算机控制系统的设计与研究

提出了一种多变量大滞后计算机控制系统的设计方法.介绍了系统的设计思想,数字控制器的设计方法及在多输入多输出大滞后系统中的应用实现.以具有滞后的二输入二输出多变量被控对象(两种形式)为例,说明了系统设计方法及步骤,并进行仿真实验.实验结果表明,该数字控制器能够使其控制质量满足性能要求,具有良好的控制效果.     

高速开关阀控液压缸位置控制系统的H_∞控制

以PWM高速开关阀控液压缸位置控制系统为研究对象,建立了该系统的数学模型。为了克服不确定参数对系统造成的干扰,设计了一种单变量H∞控制器,给出了其设计过程和方法。并对该模型进行数字仿真和实验分析,仿真及实验结果表明了H∞最优灵敏度控制器的优越性,不仅对干扰不敏感,且在参数改变时,仿真曲线几乎没有发生变化,即H∞控制器具有很强的鲁棒性。同时也证明了H∞控制器是对高速开关阀中的参数干扰进行控制的有效工具。     

基于人工蜂群算法的无人直升机LQG/LTR控制律优化设计

针对无人直升机线性二次型高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)飞行控制律设计中加权矩阵的选定问题, 提出一种基于人工蜂群算法优化控制器加权矩阵的方法. 采用LQG/LTR控制方法设计无人直升机的内外环自主飞行控制系统; 利用蜂群算法的全局寻优能力, 通过最小化性能指标对状态反馈控制器进行优化; 在系统噪声和阵风的干扰下, 对该无人直升机飞行控制系统进行轨迹跟踪仿真. 研究结果表明, 该优化设计方法提高了控制器的设计效率, 优化后的控制器的跟踪性能和鲁棒性有了明显提高.     

多性能指标系统的控制器自设计方法及其应用

针对具有多指标的被控对象,提出一种基于神经网络的控制器自设计方法。算法利用并行遗传算法按照被控对象各项性能指标进化神经网络控制器,在遗传算法每代结束时利用适应性权重法根据各项指标数据计算综合适应度值,选择综合适应度最佳个体进行遗传操作,从而获得综合性能指标最佳的控制器。将算法应用于异步电机矢量控制系统的速度控制器自设计中,通过仿真实验验证了本方法的有效性。     

MATLAB在工业过程控制中的仿真应用

本文介绍了如何应用MATLAB构建工业控制系统的仿真模型,以一调压铸造智能控制系统为例,详细叙述了基于数字PID控制方案和模糊控制方案的控制系统MATLAB仿真过程,并给出了仿真结果。实践证明,MATLAB是研究和分析控制系统的一个有效手段。     

数字频带通信系统计算机仿真

研究了使用计算机模拟数字频带通信系统各部分的基本原理算法,并画出图形,得到一些统计结论,以此来直观的研究通信系统的特性。研究了数字频带通信系统计算机仿真的实现方法。在研究了通信系统基本原理的基础上着重研究了使用MATLAB编程实现通信系统各部分算法的方法。并在此基础上编程开发出了一套完整的仿真系统。     

数字频带通信系统计算机仿真

研究了使用计算机模拟数字频带通信系统各部分的基本原理算法,并画出图形,得到一些统计结论,以此来直观的研究通信系统的特性。研究了数字频带通信系统计算机仿真的实现方法。在研究了通信系统基本原理的基础上着重研究了使用MATLAB编程实现通信系统各部分算法的方法。并在此基础上编程开发出了一套完整的仿真系统。     

基于MATLAB与OpenGL的子母弹飞行三维图形仿真系统设计与实现

为实现对子母弹飞行过程的动态仿真及散布特性的科学评估,深入分析挖掘MATLAB、3DMax、OpenGL及VC+ +开发软件之间的开发功能与接口技术,设计开发了子母弹飞行三维图形显示计算机动态仿真系统,成功地实现了子母弹飞行弹道数值计算、三维实体图形显示及飞行过程动态仿真的有机结合,研究成果对同类软件的设计开发具有重要的应用参考价值.     

数字式最优同步运动的控制

将同步运动系统的未来输出目标作为系统的有用信息，参与系统的当前控制中，提出了一种数字式最优同步运动控制方法。通过对实例的计算机仿真和实验研究，表明了这种控制方法不但可使同步运动系统达到较高的同步精度，而且响应特性也得到了很好的改善。     

基于VB与MATLAB接口的纯滞后系统仿真界面

应用VB与MATLAB的接口编程，实现脱离MATLAB环境的人机界面功能。针对纯滞后一阶和二阶系统的大林算法和SMITH预估控制算法的MATLAB仿真过程，介绍了通过选择6种不同输入信号可以方便地得到相应系统的PID算法，大林算法及SMITH算法的仿真结果。该人机界面可以灵活调整参数，以便得到不同的仿真效果。同时界面具有能够直接输入MATLAB一切命令的区域，便于课堂教学演示。     

基于MATLAB的约束最小二乘法FIR数字滤波器设计

在数字信号处理领域中,无限脉冲响应数字滤波器(IIR)和有限脉冲响应数字滤波器(FIR)占有极其重要的地位。但是,IIR数字滤波器存在诸如稳定性难以保障以及相位的非线性等一些固有缺点,这使得具有线性相位等优点的FIR数字滤波器得到很好的发展。本文介绍基于MATLAB的约束最小二乘法FIR数字滤波器设计。包括约束最小二乘法基本原理和FIR数字滤波器设计思想以及相关MATLAB程序语言,并介绍MATLAB的SPTooL滤波器设计器及其应用。     

磁轴承快速原型仿真系统研究

磁轴承系统是一种复杂系统,可应用于航天器姿态控制系统,而数字控制是其发展趋势,采用一体化仿真、设计和实现平台,可以促进数字控制器在磁轴承领域的应用.为了解决磁轴承数字控制器快速实现的问题,在对磁轴承建模分析的基础上,基于xPC快速原型体系,以工控机为目标机,采用双机模式,在MATLAB环境下构建了一体化数字控制平台,并通过运行实验,实现了转子的稳定悬浮和高速旋转,验证了磁轴承控制算法的有效性.这种快速原型化方法可推广应用到其它复杂控制系统.     

高精度数字式MEMS陀螺仪驱动闭环控制系统设计

为提高微机械陀螺检测灵敏度,设计了一种数字式微机械陀螺驱动闭环控制系统,该系统利用数字锁相环来实现陀螺驱动谐振频率和相位的跟踪,同时利用数字自动增益控制模块实现驱动幅值的稳定控制.该控制系统先是在MATLAB/Simulink平台上进行仿真验证,之后在基于FPGA的验证平台上进行验证.实验结果表明在该数字系统的控制下陀螺驱动起振时间大约为0.6 s,驱动幅值相对稳定性小于10×106,陀螺零偏稳定性达到10.448 °/hr.     

一种可编程的通用存储器仿真测试系统

针对带微处理器数字电路的测试,提出了一种基于功能测试的可编程的通用存储器仿真测试系统,并对其硬件和软件系统的组成原理和功能作了详细的介绍,成功地实现了对电路板的功能检测和故障定位。