螺杆泵用无刷直流电机控制系统的设计

针对传统螺杆泵驱动存在的问题,设计了基于TMS320F2812 DSP控制芯片,油田螺杆泵驱动用无刷直流电机控制系统,并对所设计系统进行了建模仿真和实验.详细阐述了系统硬件及软件的设计方法,利用经典的PID算法,实现了无刷直流电机控制系统的双闭环调速.仿真及实验结果表明,无刷直流电机动态和静态特性好,控制系统运行稳定可靠,达到了设计要求.     

受扰线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制

为研究含外界确定扰动的线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制(FFOC)问题,提出了设计FFOC的逐次逼近法.首先构造了一个其解收敛于原时滞系统的无时滞系统序列,然后将离散时滞系统的最优控制问题化为求解无时滞系统最优控制序列问题,通过截取最优控制序列解的有限项,得到系统的前馈-反馈次优控制律.仿真算例表明,该算法是有效的,且对外部确定扰动具有良好的鲁棒性.     

基于改进型有限时间LQR的平衡车控制研究

针对平衡车启动及停止时发生抖动的问题开展了相应的研究.通过建立系统动力学模型,设计了系统的改进型有限时间LQR(LQR, Linear Quadratic Regulator)控制器;对系统矩阵及控制矩阵进行改进,增加小范围增量矩阵,系统能够实现自适应调节,并使最优控制率在小范围内可调,进而使性能指标达到最佳;通过仿真计算并选取最佳的加权矩阵Q和R,使性能指标达到最优.仿真实验表明该方法具有可行性和实用性,解决了小范围不稳定情况,有效克服了超调量过大而引起的不稳定.     

直流电机双闭环调速系统的动态模型仿真

为了提高运动控制系统在实际工程中的应用效率,阐述了一种新的计算直流电机双闭环调速系统仿真模型参数的方法.概述了直流电动机双闭环调速系统的组成、工作原理、动态特性;介绍了直流调速系统的工程设计方法,应用Matlab/Simulink搭建直流电机双闭环调速系统仿真模型,并通过编写M程序文件设置模型器件的各参数,在模型中调用M程序文件进行仿真.仿真结果证明了该方法的正确性.     

极点约束下采样控制系统H_2控制问题研究

为了使系统既满足H2 指标 ,又具有良好的动态特性 ,对采样系统进行H2 最优控制设计时 ,考虑把极点限制在以原点为圆心、以 ρ( 0 <ρ≤ 1 ) 为半径的圆域内 .借鉴极点配置理论 ,把具有此类极点约束的采样系统H2 最优控制问题转化成无约束的离散LTI系统H2 最优控制问题 .给出了设计步骤 ,并通过仿真验证了该结果的有效性 .     

基于微分平坦理论的直流电机控制系统设计

在直流电机控制优化的研究中,根据直流电机有强非线性的特点,将微分平坦理论运用到直流电机控制系统中,能有效提高直流电机的响应速度和动态性能.首先介绍微分平坦理论和微分平坦控制的架构,证明直流电机的微分平坦性;然后根据直流电机状态方程,设计出直流电机的微分平坦控制系统,由系统期望输出量在空间规划状态变量的前馈控制量,通过PI控制产生的误差反馈量消除扰动误差.在Matlab/Simulink软件上建立的直流电机模型,进行仿真.结果表明,所设计的直流电机控制系统提高直流电机的响应速度,提高其动态性能,同时降低传统PID控制产生的超调问题.     

TS-PID算法的直流伺服控制系统

针对传统的PID无法使得直流电机达到精确的控制效果,本文将TS模糊控制方法与PID控制器相结合并将其应用于直流电机的位置伺服控制系统当中.建立了直流电机的模型,根据TS模糊控制规则,在Matlab仿真环境中建立了基于TS-PID算法的直流电机的仿真模型,将控制系统的参数带入仿真模型中并进行实验仿真.通过与传统PID控制算法相比较.仿真实验结果表明:TS-PID控制的直流伺服控制系统在单位阶跃输入下上升时间降低了17.23%,调节时间缩短了29.32%,稳态误差减少了0.12%.系统具有较好的动态性能、较强的抗干扰能力和较快的跟踪速度.     

随动控制部件检测平台设计及模拟负载分析

针对传统检测方式在检测光电雷达随动控制部件时使用和管理的不便,提出随动控制部件检测平台的软、硬件设计方案,并对光电雷达传感部件的模拟负载进行设计.此外,针对实际应用中光电雷达对俯仰、方位机构直流电机的性能要求,设计飞轮负载.利用ADAMS建立俯仰、方位机构的动力学模型,验证飞轮尺寸设计的合理性;利用MATLAB/Simulink建立单闭环直流电机控制系统,并基于Adams和MATLAB进行联合仿真.仿真结果显示,飞轮能在较短响应时间内由初始位置稳定地接近期望偏角.建立的动力学和控制系统模型能够准确反映随动控制部件模拟负载的工作过程,满足设计需求.     

双余度高压无刷直流电机有限元分析

针对多电飞机的快速发展,设计了基于270 V的双余度高压无刷直流电机。根据双余度高压无刷直流电机的结构特点,建立了双余度高压无刷直流电机的数学模型,推导了双余度工作时的转矩计算公式。建立了双余度高压无刷直流电机的电磁场模型,并利用magnet对其进行了电磁场仿真,对比分析了单绕组工作时与双余度工作时的反电势、转矩、转速等。并建立了双余度高压无刷直流电机的磁热耦合分析模型,对其双余度工作时的热场进行了仿真。仿真结果表明:双余度高压无刷直流电机在运行过程中,可以达到与单绕组工作时相同的动态特性,转矩为单绕组工作时的2倍,且大大提高了系统的可靠性。     

无刷直流电机的变论域模糊PID控制策略研究

针对无刷直流电机(BLDCM)调速系统存在的问题,将变论域和自适应模糊PID控制器相结合并应用于无刷直流电机控制系统中。分析无刷直流电机的数学模型,构建双闭环调速系统的无刷直流电机控制系统模型,并对无刷直流电机的调速系统进行模糊PID控制。结合均匀量化和非均匀量化变论域两种方法的优点,设计了一种基于模式识别的变论域模糊PID控制器,并在Matlab/Simulink实现系统的设计和仿真。仿真结果证明,与常规PID控制和模糊PID控制相比较,这种新控制器可以有效改善电机的超调性能和控制精度。     

基于最优控制LQR的单级倒立摆系统仿真研究

单级倒立摆控制是一个即复杂而又对准确性、怏速性要求很高的非线性不稳定系统控制问题。在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析。应用现代控制理论最优控制LQR方法对单级倒立摆系统进行仿真控制研究,仿真结果说明反馈控制理论对倒立摆系统的控制是有效的,无沦是系统的输出还是各个状态变量都具有较好稳定性和一定的鲁棒性。     

二级倒立摆最优控制实验

二级倒立摆是检验各种控制理论的理想模型.本文给出了二级倒立摆的两种最优控制方法,分别是线性二次状态控制器（LQR）和线性二次输出控制器（LQY）.通过仿真实验,分别得出LQR和LQY两种方法下的响应曲线,可以发现两种方法都能够使得二级倒立摆系统稳定,且将两种方法进行了对比,发现其控制效果相当.     

线性二次型最优控制在倒立摆系统中的应用

在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析.并基于LQR对倒立摆进行了最优控制器的设计,并将其运用到倒立摆的实际控制中,实时控制效果良好.同时还对LQR中加权矩阵Q和R进行了实验研究与分析,找出了倒立摆系统的动态响应与Q和R阵之间遵循的基本规律,实验结果证明了该结论的正确性和实用性.     

基于粒子群算法的倒立摆智能控制系统研究

为了控制倒立摆保持稳定状态,选取直线一级倒立摆为研究控制对象,建立直线一级倒立摆数学模型,将粒子群算法(PSO)实际应用到直线一级倒立摆智能控制系统的关键参数优化,仿真验证PSO算法优化直线一级倒立摆的动态稳定性.仿真结果表明,基于粒子群算法对直线一级倒立摆的优化控制具有更快的收敛性和更优的稳定性.     

模糊神经网络的二级倒立摆稳定控制分析

在MATLAB环境下,针对二级倒立摆系统稳定控制问题,引入新的智能控制策略,该种方法采用BP算法与最小二乘（LSE）算法结合的混合算法对Takagi-Sugeno模糊模型中的前件及后件参数进行优化修正,在已获得的客观输入、输出样本集的基础上,提出一种基于自适应神经网络的模糊推理系统ANFIS来对倒立摆系统进行＂倒立＂控制。实时控制结果表明,所提出的控制方法是可行而且有效的。     

从倒立摆装置的控制策略看控制理论的发展和应用

倒立摆系统是一个复杂的、非线性的、不稳定的高阶系统 倒立摆的稳定性控制是控制理论与应用的典型问题 本文从控制理论的发展过程出发 ,概述了经典控制理论、现代控制理论、人工智能控制理论以及拟人智能控制理论在倒立摆系统控制中的应用     

Using Adaptive Gain Scheduling LQR Method Control of Arm Driven Inverted Pendulum System Based on PIC18F4431

The arm driven inverted pendulum system is a highly nonlinear model, muhivariable and absolutely unstable dynamic system so it is very difficult to obtain exact mathematical model and balance the inverted pendulum with variable position of the ann. To solve this problem, this paper presents a mathematical model for arm driven inverted pendulum in mid-position configuration and an adaptive gain scheduling linear quadratic regulator control method for the stabilizing the inverted pendulum. The proposed controllers for arm driven inverted pendulum are simulated using MATLAB-SIMULINK and implemented on an experiment system using PIC 18F4431 mieroeontroller. The result of experiment system shows the control performance to be very good in a wide range stabilization of the arm position.     

计算机控制倒立摆数学模型的研究

着重介绍了倒立摆的计算机控制系统的数学模型的建立，推导出系统的状态方程，设计出了一种最优控制方法。     

考虑时域硬约束的T-S模糊系统最优控制

针对带有时域硬约束(控制输入约束和状态约束)的T-S模糊系统,提出了一种基于状态反馈的优化控制算法。在系统初始状态小于某个界的情况下,将性能输出的能量作为优化的性能指标,通过最小化系统的不变椭圆域来实现系统优化控制,同时得到依赖于该不变域的满足时域硬约束的充分条件。该多目标控制问题最后归结为求解在一组非线性不等式约束条件下的优化问题,本文给出了该优化问题的解决方法,并分析了该方法的可行性。在倒立摆系统中应用的仿真结果验证了该方法的有效性。     

采用模糊控制的垂直型旋转式倒立摆系统

针对步进电机驱动的单支点垂直型旋转式倒立摆系统的复杂特性,采用了模糊控制的方法。基于拉格朗日动力学分析方法,推导出倒立摆的运动方程,在对系统进行可行的近似化处理后,得出了便于分析的数学模型。并利用MATLAB中的模糊逻辑工具箱建立倒立摆的模糊推理系统,及MATLAB的图形建模和仿真功能对倒立摆系统进行仿真。结果表明此方法具有可行性。