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。     

基于模糊估计的可调分数阶PID控制器设计

可变分数阶微分环节直接影响分数阶PID控制器性能,设计分数阶PID控制器需要根据被控对象传递函数凭经验调整微分阶次。采用Oustaloup间接离散法数字实现分数阶微积分,再基于模糊估计由特定分数阶次近似得到任意分数阶次微积分环节,根据参数整定规则确立各环节系数,设计了一种可调分数阶次的PID控制器。仿真实验证明,此方法得到的微积分环节对控制系统性能没有影响,根据整数阶被控对象传递函数调节微分阶次,分数阶PID控制器有较好的控制效果。     

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.     

分数阶系统的分数阶PID控制器设计

对于一些复杂的实际系统,用分数阶微积分方程建模要比整数阶模型更简洁准确.分数阶微积分也为描述动态过程提供了一个很好的工具.对于分数阶模型需要提出相应的分数阶控制器来提高控制效果.本文针对分数阶受控对象,提出了一种分数阶PID控制器的设计方法.并用具体实例演示了对于分数阶系统模型,采用分数阶控制器比采用古典的PID控制器取得更好的效果.     

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.     

计及时滞的互联电网负荷频率控制最优分数阶PID控制器设计

分数阶PID控制器相比于传统整数阶PID控制器,具有控制性能好、鲁棒性强等诸多优势,可应用于电网的负荷频率控制(load frequency control,LFC)中.针对网络化时滞互联电网的LFC问题,提出了一种基于计算智能的分数阶PID控制器参数优化整定方案.该方案选择时滞LFC系统时域输出响应构建优化目标函数,采用最近提出的灰狼优化算法获得最优的分数阶PID控制器参数,所设计的控制器能确保一定时滞区间内LFC系统的稳定性.仿真算例表明,所设计的LFC最优分数阶PID控制器比传统整数阶PID控制器的控制性能更优,时滞鲁棒性更强.     

航天器近距离相对轨道的滑模控制

基于滑模控制原理,研究了近距离追踪航天器与目标航天器交会对接时,相对运动轨道的控制问题.首先,建立非线性航天器相对运动模型;其次,利用滑模控制原理和分数阶导数的相关性质,设计了整数阶PD控制器和分数阶PD~α控制器;最后,分别运用整数阶和分数阶控制器对未扰和受扰系统实施控制.数值仿真结果表明,整数阶与分数阶控制器均能实现对未扰和受扰系统的控制,验证了方法的有效性.同时发现,在时效性上,分数阶控制器明显优于整数阶控制器;在能效性上,达到相同控制目标时,分数阶控制器的能量消耗大于整数阶控制器.     

一类分数阶非线性混沌系统的同步控制

在分数阶非线性系统同步控制的研究中,针对一类分数阶非线性混沌系统,研究了基于分数阶控制器的同步方法.利用状态反馈方法和分数阶微积分定义,设计了分数阶混沌系统同步控制器.进一步,根据分数阶非线性系统稳定性理论、Mittag-Leffler函数、Laplace变换以及Gronwall不等式,证明了同步控制器的有效性.最后,通过数值仿真,实现了初始值不同的两个分数阶非线性混沌系统同步.误差响应曲线表明研究的分数阶非线性系统同步响应速度快,控制精度高,验证了本文所设计的混沌同步控制方案的可行性.     

分数阶模糊免疫PID控制器的设计

为改善分数阶PID控制器的控制性能,借鉴整数阶模糊免疫PID控制器,把模糊免疫调节与分数阶PID控制器结合起来,设计了分数阶模糊免疫PID控制器。仿真结果表明了该方法的有效性,不但提高了分数阶PID控制器跟踪性能,而且还具有良好的鲁棒性和抗干扰性。     

分数阶鲁棒自适应控制

研究了分数阶模型参考自适应控制系统.引入了分数阶微积分的概念,利用系统的输入输出,通过构造辅助信号设计了分数阶的自适应控制器和一类新的有界干扰系统的变结构分数阶鲁棒自适应控制器.基于分数阶微积分和Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的闭环系统的稳定性.最后,仿真实验验证了此方法的有效性.     

锅炉—汽轮机系统的逆系统控制方法

针对非线性锅炉－汽轮机系统各变量间所存在的严重非线性强耦合特征,提出了对其控制的逆系统解耦控制方法,仿真结果表明,采用逆系统控制方法设计的锅炉－汽轮机系统,可在全负荷范围内克服其非线性和严重耦合性,优于其它基于局部工作点所设计的Hx等控制方法。     

应用型本科实验实践教学体系的研究

针对广东培正学院实验实践教学的现状,提出应用型本科实验实践教学体系应由目标体系、内容体系、条件体系、管理体系及评价体系5个子体系构成,详细分析每个子体系的主要内容,形成广东培正学院涵盖基本技能训练、专业综合技能实训、独立实验(实训)和社会实践4大模块组成的应用型实验实践教学体系。     

嵌入式系统定义探讨

对目前国内流行的嵌入式系统定义提出质疑,认为嵌入式系统不是"专用计算机系统",嵌入式系统不只"以计算机技术为基础".从嵌入式系统的发展起源、体系结构、功能特点、知识技术体系等方面进行了分析论证,从而进一步完善了嵌入式系统的定义.     

复杂自组织系统的研究综述

自组织系统是一类复杂系统,它通常驻留在开放的环境中,并且可以根据外部环境和内部状态的变化,通过系统成分之间的自主交互,对系统进行动态调整,从而更好地满足设计目标。近年来,随着计算机技术和Internet的不断发展,越来越多的计算机系统呈现出自组织的特征,有关自组织系统方面的研究变得非常活跃,受到学术界和工业界的广泛关注和重视。本文在深入分析自组织系统概念和特点的基础上,从理论模型、核心机制、关键技术、支撑平台四个方面对自组织系统的研究现状进行了综述和分析,介绍了其应用,讨论了自组织系统研究面临的问题和挑战,并展望了进一步研究方向。     

Distributed and autonomous sensing based on the immune network

A distributed and autonomous sensor network is proposed based on the informational features of the immune network: recognition of nonself by distributed and dynamically interacting units, recognition by a simple comparison with the units themselves, dynamic propagation of activation that would lead to system-level recognition, and memory embedded as stable equilibrium states in the dynamic network. The network is explained by an illustrative example of an eight-coin puzzle: a balance must be used only three times to identify one coin with a different weight from the other seven coins. Our network also uses a dynamic structure network rather than the fixed structures used in neural networks. Simulations show that nonself (the different coin in the eight-coin puzzle, the sensor/process fault in the monitoring example) will be identified by dynamically propagating activation through the network. This work was presented, in part, at the International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, February 18–20, 1996     

微机监控技术 三

本文系统地讲述了以微型计算机为中心的微机监控系统的工作原理、系统组成和应用方面的有关技术。分为监控系统的功能和结构、硬件系统和软件系统三个部分。本文为第三部分。     

卡车的TSK模糊控制

针对在保证一定精度的条件下,要求一次性完成卡车的倒车的情况,利用TSK (Takagi-Sugeno-Kang)模糊系统控制卡车,在TSK模糊控制器作用下让卡车从任意的初始位置一次性倒车到指定的位置。在卡车数学模型中,线性部分设计线性状态反馈控制器,非线性部分先求TSK模糊模型,然后设计基于TSK模糊模型的TSK模糊控制器。它是一个非线性控制器,可保证闭环系统的稳定性。仿真实验结果表明,所设计的TSK模糊控制器对卡车的倒车控制是非常有效的。     

股票信息系统的组成与应用

对中国股票市场的信息系统做了一个总体概括和介绍。将整个股票信息系统分解为券商信息系统、交易撮合系统、盘后结算系统以及行情分析和信息发布等四个系统,并详细阐述了各信息系统之间的关系,分别给出各个信息系统的基本设计原理和架构。     

A tracking system with space virtual feedback

In this paper, a tracking system with space virtual feedback （SVF） is presented. The whole tracking system is closed by the space virtual feedback line that is the line of sight （LOS）, but the parts in the system, such as the tracking subsystem and the servo subsystem, are in the state of open-loop. Because the SVF tracking model is used, the correcting loops can be removed in this system architecture. So the tracking speed and accuracy of the system are greatly improved.     

THE CONCEPT OF STABILITIES OF GENERAL SYSTEMS

In this paper, the concepts of the stability and uniform stability of input-output systems introduced in Ref. 1 are generalized to the model of general systems. Several equivalent conditions are given. The relation between the concepts and that of continuity of mappings from a topological space into a general topological space is studied. In the last section, some mapping properties of stable systems and uniformly stable systems are studied. Some open questions are posed.