永磁同步电机控制系统的仿真研究

关于同步电机优化控制问题,由于永磁同步电机是一个非线性、复杂时变系统,电流和转速具有强耦合性,采用传统滑块控制方式具有抖振现象,导致加入负载或负载扰动时系统控制性能变差.为了提高控制系统动态性能和鲁棒性,在分析永磁同步电机数学模型的基础上,提出一种滑模控制和自抗扰控制相结合的永磁同步电机控制系统.控制系统利用滑模控制对电机内环电流进行控制,外环采用自抗扰控制对转速进行控制,同时对系统负载扰动进行估计和补偿.在matlab环境下进行了仿真,试验结果表明,控制系统消除了滑模控制存在的严重抖振问题,提高了系统对负载及系统参数扰动的鲁棒性,具有较好动态和静态性能.     

基于滑模控制的刮板输送机链条张力控制

针对煤矿井下刮板输送机链条张力控制的非线性、随机性和时变性特点,提出了一种基于滑模控制的刮板输送机链条张力控制方法来改善张力控制系统的动态性能。该方法采用指数趋近律,使系统在一定特性下沿规定状态轨迹运动。仿真结果表明,采用该方法的控制系统动态特性好,鲁棒性及抗干扰能力强。     

新型动态矩阵控制与先进PID控制的对比研究

由于预测控制对模型的选择比较宽泛,可以选择非参数模型,如阶跃响应模型为预测模型.利用预测控制的该优点,论文基于多变量动态矩阵控制思想,建立了一种新型单元机组负荷控制系统.利用该控制系统对负荷控制进行控制仿真,将控制结果与优化的先进PID控制进行对比.对比结果表明,该控制系统负荷响应速度较快,压力波动较小,控制效果良好.     

带式输送机拉紧装置及其张力控制系统研究

针对带式输送机拉紧系统非线性、大惯性、滞后和时变的问题,建立了拉紧装置数学模型,并提出在其中串联一个校正环节,以消除系统振荡;提出将动态矩阵控制和PID控制相结合,充分利用动态矩阵对惯性、延迟适应能力强的特点和PID控制抗干扰性强的优点,建立带式输送机拉紧装置张力控制系统模型;采用AMESim/Simulink分别对带式输送机的机械液压部分和控制算法部分进行建模。仿真分析结果表明,在动态矩阵和PID串行控制下,带式输送机拉紧装置张力控制系统对延时和变结构有很强的鲁棒性,张力峰值小,能精确地跟踪张力设定值。     

一种可重复使用运载器的伪逆法自修复控制

研究可重复使用运载器自修复控制问题,由于气动舵面故障将严重影响飞行器飞行安全,针对实时自修复控制系统的控制器和控制分配算法进行了研究.根据对象强时变非线性和飞行环境变化剧烈特点,利用动态逆和变结构控制理论,设计了双回路动态逆变结构控制器.针对舵面故障的特点,设计了改进的基于力矩指令的实时伪逆法控制分配算法;给出了结合上述控制器和控制分配算法的自修复控制系统.数字仿真表明,上述系统在可重复使用运载器舵面出现漂浮、卡死故障时,具有良好的实时自修复控制能力,并满足跟踪精度、时效性和适应性要求.     

模糊PID在嵌入式冻结站变频节能中的应用研究

煤矿冻结法凿井流量控制一直采用人工阀门调节,技术落后、能耗大、稳定性差等问题日益凸显,为此提出利用变频控制取代阀门控制来调节冻结凿井盐水流量,利用先进的模糊自适应PID控制算法取代常规PID算法实现凿井智能变频控制,不仅有效地提高了变频控制的稳定性、准确性而且能极大程度地降低凿井能耗、节约凿井成本。实验和仿真结果表明,模糊PID变频控制比传统PID和专家PID超调量更小、动态适应性更强、鲁棒性更好;基于模糊PID的智能变频控制系统比传统阀门控制系统具有更高的控制效率和节能水平。     

Fuzzy—PI双模模糊张力控制系统仿真

研究多功能卷绕机控制系统,针对自动卷绕线张力控制系统是一个非线性、强耦合、时变的复杂系统,为提高控制系统性能指标,用普通的PID难以达到理想的控制效果,设计出一种基于Fuzzy-PI双模模糊控制原理的控制器,控制器集PI控制和模糊控制的优点于一身,既消除了常规模糊控制器的稳态误差,又具有模糊控制器动态性能好的特点.并在MATLAB平台上对卷绕系统进行仿真实验,仿真结果表明,Fuzzy-PI双模模糊张力控制系统比常规PID张力控制系统响应快,调整能力强,鲁棒性好,有效地改善了控制性能指标.     

锅炉过热气温控制系统的PID与GPC仿真方案比较

利用PID与GPC两种控制方案对锅炉过热气温控制系统进行了仿真比较.结果表明:当大范围改变给定值或受外界环境(包括工况)太大扰动时,为达到控制要求需要及时修正PID参数;而GPC系统稳定性比较强,有很好的控制品质和系统动态品质,能适应对象参数的变化,具有较强的鲁棒性和自适应能力.     

航空发动机模型参考自适应控制

针对航空发动机数学模型的复杂、多变,建立了以Elman反馈神经网络为基础的模型参考自适应控制系统.为提高控制系统的响应性能,神经网络控制器和辨识器同时采用动态Elman网络,利用动态反向传播(DBP)算法实现参数的在线调整和辨识,并利用李雅普诺夫函数对算法的收敛性进行了证明.采用某涡喷发动机的地面模型和高空模型作为控制对象进行了大量的仿真研究;结果表明:此控制系统具有自适应能力强、响应速度快、稳态误差小等优点;理论分析与仿真结果一致,证明算法和结果是正确有效的,对复杂动态系统控制具有参考价值.     

并联型有源电力滤波器双闭环控制策略研究

分析了并联型有源电力滤波器控制器双闭环控制策略的实现原理:针对PI控制不能无静差地跟踪交流信号、重复控制动态响应速度较慢的问题,提出了电流内环采用基于重复控制和PI控制的复合控制策略,该策略利用重复控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的稳态跟踪性能,利用PI控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的动态特性;针对PI控制较难确定并联型有源电力滤波器控制系统的传递函数、不能在线整定PI参数的问题,电压外环采用模糊PID控制策略控制直流侧电压。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的正确性和可行性。     

锅炉汽包水位模糊控制系统的仿真与设计

锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统。在建立了锅炉汽包水位为调节对象的数学模型基础上,应用MATLAB simulink软件对汽包水位控制系统进行验证和仿真,给出了传统PID控制和模糊PID控制的比较结果,同时采用PLC进行模糊控制,明显地改善了汽包水位控制系统的静、动态特性,从而实现了对锅炉汽包水位的最佳实时控制。     

基于ESO观测的PMLSM速度系统设计

永磁同步直线电机（PMLSM）是一个非线性、强耦合的多变量系统,利用传统的控制策略很难满足控制系统的高性能指标。本文在自抗扰策略的基础上结合PMLSM的数学模型,以Matlab/Simulink为仿真平台,实现了自抗扰自定义建模并针对PMLSM速度伺服系统设计了ADRC控制系统,其中利用ADRC控制技术有效观测了系统中的动态耦合扰动,针对PMLSM的速度控制系统分别采用了串级一阶ADRC与＂ADRC＋PID＂组合算法进行了仿真验证。仿真结果表明该方法具有很好的动静态特性。     

锅炉汽包水位控制系统的研究

锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统。在建直了锅炉汽包水位调节对象的数学模型的基础上，利用模糊控制理论设计锅炉水位控制系统，运用模糊控制与PID控制分别对汽包水位进行控制。介绍了控制器的设计和仿真分析，并应用MATLAB软件对汽包水位控制系统进行验证和仿真，给出了模糊控制方法与传统方法的比较结果，表明了模糊控制明显地改善了汽包水位控制系统的静、动态特性，从而实现了对锅炉汽包水位的最件实时控制。     

基于风机模型不确定性的鲁棒控制

通过对变风量空调系统中的定静压控制、变静压控制和总风量控制方法的分析,结合空调末端的特点,选择定静压控制方法控制风管静压.由于设备老化、非线性和外部因素,风机模型具有不确定性,对静压的稳定控制造成不利影响.对静压控制采用基于线性矩阵不等式的PID控制和预测控制算法,并与普通PID控制作比较.仿真表明,采用这2种算法的定静压控制稳定性好,具有较强的鲁棒性.     

变增益分段滑模控制的PMSM位置伺服系统研究

滑模增益的选择直接影响系统抖振,利用位置信号误差、滑模面积分与滑模增益之间的非线性关系来设计滑模增益,再结合等效控制方法来削弱滑模抖振改善系统的鲁棒性。将单段滑模线控制扩展成在不同阶段PI与滑模分别起作用的两段控制方法应用于永磁同步电机位置控制。应用Matlab/Simulink建立了永磁同步电动机伺服系统的仿真模型,仿真结果表明该方案对系统参数不确定、外界扰动具有强鲁棒性。系统动静态品质优良,滑模控制的抖振得到明显抑制。     

基于自抗扰控制技术的高压大功率异步电机矢量控制系统

异步电机是一个非线性、多变量、强耦合系统。针对异步电机的特点,设计了一种新颖的高压大功率异步电机矢量控制系统。利用自抗扰控制技术,设计了速度控制器和转子磁链控制器。通过速度控制器对负载扰动进行估计和补偿,消除了负载扰动可能带来的稳态跟踪误差。采用级联型多电平逆变器给异步电机供电,逆变器的开关信号利用载波移相脉宽调制方法生成。仿真结果表明：系统不仅具有良好的动态和稳态性能,而且对负载及系统参数扰动具有较强的鲁棒性。     

基于DMC—PID串级控制的再热汽温控制系统的仿真研究

预测控制是近年来在工业过程控制中得到广泛重视和应用的一类新型计算机控制算法。它有良好的动态响应、跟踪性能和鲁棒性,但抗干扰性不够理想。针对火电厂再热器出口温度的大惯性、大延迟的特点,提出将动态矩阵控制算法和串级控制相结合,它既克服了单纯PID鲁棒性差的缺点又克服了单纯DMC由于单层结构而带来的抗内扰能力差的问题,充分发挥了PID抗干扰性和DMC对惯性、延迟适应能力强的优点。仿真结果表明,这种方案对控制系统具有较强的鲁棒性及良好的调节性能,提高了系统的动静态性能指标,DMC—PID串级控制系统总体性能上优于PID—PID串级控制系统。     

无刷直流电机的模糊神经网络控制设计

在无刷直流电机(BLDCM)的控制上,传统PID等控制方法存在或多或少的不足.在模糊PID控制的基础上提出了一种模糊神经网络PI控制器的设计方法.该方法结合了模糊逻辑与神经网络,使得模糊控制器模拟了人的控制功能,不仅对环境变化有较强的适应能力,还拥有自学习能力.相比模糊PID控制,其具有计算量小、稳定性强等特点.对BLDCM进行建模与分析;在BLDCM数学模型的基础上,分别设计模糊PID控制器和模糊神经网络PI控制器;对设计的控制器进行仿真验证并分析.实验结果表明,模糊神经网络PI控制具有跟踪性能好、超调小、响应快、脉动小等优点,其动静态特性均优于模糊PID控制.     

基于神经网络的模糊参数自校正控制系统

本文针对参数固定的模糊控制系统难以适应控制过程中的工况的变化的弊端,提出一种基于神经网络的模糊控制系统（ＮＦＣ）,引入３层ＢＰ网络在线修正模糊控制器的参数,使得控制系统具有更好的动态特性和静态性能。     

基于遗传算法的直流伺服系统参数辨识及摩擦补偿控制

针对静态摩擦力对数控机床直流伺服系统的干扰问题,提出了一种先利用遗传算法对静态摩擦模型中的参数进行辨识,然后采用基于摩擦模型补偿的伺服控制方法。该方法首先根据直流伺服系统的摩擦特性建立摩擦模型,再将摩擦补偿引入到直流伺服系统的反馈控制结构中,获取伺服电机的位置误差。采用遗传算法对摩擦补偿模型进行参数辨识,使摩擦补偿量在数值上不断逼近实际的摩擦干扰,并利用摩擦补偿量来抵消摩擦给伺服系统带来的影响。为了验证参数辨识的效果,将普通PD控制与基于摩擦补偿的PD控制进行了仿真比较,实验结果表明,后者能够消除由于静摩擦的存在而造成的位置跟踪中出现的平顶现象,能够达到理想的跟踪效果。因此,本文所提出的方法具有较强的摩擦干扰补偿能力,能够实现对直流伺服系统的精确控制。