分数阶线性定常系统的状态反馈镇定

研究了在分数阶受控系统中稳定性的问题。假定分数阶系统是在线性定常的情况下,利用状态反馈的方法,构造状态反馈矩阵以实现对系统的稳定性控制;给出了分数阶系统由状态反馈镇定的条件及其证明,并给出了状态反馈镇定的综合算法。仿真实例证明了采用状态反馈实现系统镇定的可行性和有效性。     

基于分数阶PID控制器的智能车控制

针对智能车高速行驶下对目标轨迹的快速跟踪要求,结合预瞄跟随理论设计了分数阶PID控制器(FOPID).分数阶PID比传统PID控制器多两个参数自由度,所以在设计过程中有更大的灵活性.利用改进Oustaloup数字实现算法,框图化实现分数阶PID控制器,通过遗传算法对IAE性能指标寻优整定FOC参数并应用于智能车被控系统...     

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.     

基于模糊短反馈分数阶滑模的稳压器压力控制

由于核电站稳压器复杂的特性,其压力控制系统的数学模型难以准确建立,且模型具有非线性、强耦合等特点,传统PID控制难以满足实际的性能要求.为了提高系统性能,提出了一种带有短反馈的模糊分数阶滑模双层反馈控制器.滑模控制能够对系统扰动及参数变化具有完全鲁棒性,短反馈算法的引入又能够构成双层反馈控制,实现对稳压器压力的快速、精...     

基于输出反馈滑模控制的分数阶超混沌系统同步

以具有更大秘钥空间的分数阶超混沌系统为驱动系统和响应系统,利用具有实际应用意义的输出反馈滑模控制实现两个系统的同步.通过对同步误差系统方程进行结构分解,在辅助系统的基础上设计具有输出反馈特性的滑模控制律.在分数阶系统稳定性理论基础上利用MATLAB YALMIP工具箱对滑模参数进行整定,并利用分数阶Lyapunov稳定性定理证明了滑模控制律和自适应滑模控制律的稳定性.最后,数值仿真表明了本文方法的有效性和可行性.     

含有分数阶PID控制器的随机动力系统可靠性分析

随着粘弹性材料在工程结构中的广泛应用,刻画工程结构中粘弹性材料遗传特性和长记忆性的分数阶微积分成为研究的热点,特别是具有分数阶微积分特点的PID控制器更是从理论上和应用上受到关注.本文研究高斯白噪声激励下含有分数阶PID控制器的随机结构动力系统的可靠性问题.利用慢变过程的特征以及广义积分的性质,对分数阶PID控制器在数学上进行了近似处理,之后应用能量包络随机平均法确定了可靠性函数满足的后向Kolmogorov方程以及首次穿越时间统计矩满足的广义Pontryagin方程.结果表明：在分数阶控制器中,较小的分数阶α和较大的分数阶β均可以得到较为理想的可靠性结果,并且这些均与蒙特卡洛仿真结果一致,验证了方法的有效性和正确性.     

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。     

分数阶复杂网络的混合投影同步研究

主要针对一类节点为分数阶混沌系统的复杂网络混合投影同步进行研究.基于分数阶系统的稳定性理论和非线性反馈控制方法,通过设计有效的控制器,实现了不同节点的复杂网络的混合投影同步,并给出了实现投影同步的充分条件,不仅从理论上分析了该控制器可以使复杂网络系统实现投影同步,而且大量的数值模拟证明所设计控制器的正确性和有效性.     

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.     

基于PSO算法的目标值前馈型二自由度PID控制器的优化设计

微粒群优化算法是一种全局优化技术，算法简单、容易实现．其通过微粒间的相互作用发现复杂搜索空间中的最优区域．提出了将微粒群优化算法用于二自由度PID控制器参数的寻优设计中，并以工业过程中常见的对象为模型，进行了Matlab仿真试验，仿真结果表明系统同时具有了最优的目标值跟踪特性和干扰抑制特性，证明了PSO算法的有效性．     

分数阶系统的动力性质及反馈控制

利用一元连续函数的介值定理和Gerschgorim圆盘定理,分别给出了分数阶系统混沌性和稳定性的一个充分判据.应用该判据,可以对所有的分数阶混沌系统进行反馈控制.最后将此理论应用于文献[12]新提出的分数阶混沌金融系统,仿真结果验证了此理论的正确性.     

On-line relay identification, assessment and tuning of PID controller

In this paper, we present an approach using relay feedback for automatic identification of the PID configuration and parameters in existing and operational closed-loop systems. During the duration of the same experiment, the control performance may be evaluated, providing an assessment of whether the current control parameter set is adequate and if re-tuning is necessary. Systematic and on-line automatic PID tuning rules are further developed and provided for common configurations of PID control. Simulation examples and a real-time experiment are provided to illustrate the practical appeal of the proposed method.     

Intelligent fuzzy controller for chaos synchronization of uncertain fractional-order chaotic systems with input nonlinearities

In this research work, a novel fuzzy adaptive control is proposed to achieve a projective synchronization for a class of fractional-order chaotic systems with input nonlinearities (dead-zone together with sector nonlinearities). These master-slave systems under consideration are supposed to be with distinct models, different fractional-orders, unknown models, and dynamic external disturbances. The proposed control law consists of two main terms, namely: a fuzzy adaptive control term for appropriately approximating the uncertainties and a fractional-order variable-structure control term for robustly dealing with these inherent input nonlinearities. A Lyapunov approach is used to derive the updated laws and to prove the stability of the closed-loop control system. At last, a set of computer simulation results is carried out to illustrate and further validate the theoretical findings.     

A robust fractional-order PID controller design based on active queue management for TCP network

In this paper, a robust fractional-order controller is designed to control the congestion in transmission control protocol (TCP) networks with time-varying parameters. Fractional controllers can increase the stability and robustness. Regardless of advantages of fractional controllers, they are still not common in congestion control in TCP networks. The network parameters are time-varying, so the robust stability is important in congestion controller design. Therefore, we focused on the robust controller design. The fractional PID controller is developed based on active queue management (AQM). D-partition technique is used. The most important property of designed controller is the robustness to the time-varying parameters of the TCP network. The vertex quasi-polynomials of the closed-loop characteristic equation are obtained, and the stability boundaries are calculated for each vertex quasi-polynomial. The intersection of all stability regions is insensitive to network parameter variations, and results in robust stability of TCP/AQM system. NS-2 simulations show that the proposed algorithm provides a stable queue length. Moreover, simulations show smaller oscillations of the queue length and less packet drop probability for FPID compared to PI and PID controllers. We can conclude from NS-2 simulations that the average packet loss probability variations are negligible when the network parameters change.     

基于TS模型的增益自校正单神经元PID控制算法

将单神经元自适应PID控制算法和基于TS模型的模糊推理系统相结合,提出了增益模糊自校正单神经元PID控制算法。该算法使得传统单神经元自适应PID控制的神经元增益具备在线自动调整的功能,对于变增益的不确定性系统的控制,获得了很好的控制性能。