基于α阶逆系统的两自由度主被动磁悬浮转子解耦控制

针对主被动磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)磁轴承两径向平动自由度之间存在较强耦合的问题,提出采用α阶逆系统方法对主被动磁轴承系统进行解耦控制。首先,根据主被动磁轴承的结构特点,建立了主被动磁悬浮转子径向通道平动力模型以及动力学模型;利用上述模型分析了两径向自由度之间的耦合特性,并对系统进行可逆性分析,得到了原磁轴承系统的α阶逆系统模型。然后,将原系统与α阶逆系统组合得到二阶积分线性系统,利用最优控制器实现闭环控制。最后,对本文方法进行了仿真及实验。结果表明,当x向有40μm位移阶跃和18μm幅值的正弦干扰时,利用本文方法可将y向位移跳动控制在PID控制方法的13.6%和17.9%,实现了主被动磁悬浮转子两径向平动通道之间的解耦控制。     

双轴音圈电机快速反射镜的系统建模与滑模控制

快速反射镜（Fast Steering Mirror,FSM）是高精密光学系统中的关键仪器,基于音圈电机（Voice Coil Actuator,VCA）驱动的柔性支撑FSM存在复杂耦合特性,导致系统模型复杂并严重影响系统的控制性能,对于该问题,本文提出了一种基于系统辨识与模型降阶的双轴积分增广滑模控制方法。首先,采用基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识方法建立VCA-FSM的精确耦合模型;随后,基于平衡实现与平衡截断,在保证模型精度的前提下对所建立的高阶模型进行降阶;其次,基于降阶模型,采用现代控制理论方法设计积分增广滑模控制器,通过设计状态观测器构造滑模切换函数与控制律,并在控制设计中改进符号函数以消除滑模抖振;最后,基于VCA-FSM伺服控制系统实验平台,开展频域与时域性能测试实验。实验结果表明：本文所提控制方法相较于单轴滑模、PID控制方法,系统的闭环跟踪带宽分别提高了约50.3%,251.3%,扰动抑制带宽分别提高了约39.9%,451.9%,阶跃响应调节时间分别缩短了约29.7%,97.7%,螺旋线跟踪精度分别提高了约48.5%,97.8%,且实现了对存在强耦合特性VCA...     

建筑结构含分数阶振动控制的最优阶次研究

为了在实际控制中获得更好的控制效果,以整数阶模型为研究对象,在控制器设计时人为地引入分数阶,通过定义控制性能指标和寻优来确定最优控制的分数阶阶次.为了建立分数阶系统和原整数阶系统之间的联系,取含分数阶状态方程和原整数阶系统状态方程一致的输出变量,并采用输出控制策略使得所设计的分数阶控制器能够应用于原整数阶模型.仿真结果表明,分数阶阶次的选择不仅影响系统控制的效果,还影响系统的稳定性,并给出了一个实例分析来说明本研究方法的可行性.     

涤纶丝企业CIMS体系结构的研究与实践

本文针对涤纶丝行业的特点，提出了适合半流程生产过程ＣＩＭＳ的总体模型、三级递阶结构控制模型、系统集成功能模型和生产过程质量控制系统功能模型，实践证明，这是行之有效的，可为同类企业实施ＣＩＭＳ提供借鉴     

基于动态矩阵控制的永磁同步电机矢量控制

针对强非线性、强耦合永磁同步电机石油钻机的控制问题,本文提出了一种动态矩阵模型预测控制的方法.该方法将采用多步预估技术的动态矩阵算法应用于永磁同步电机矢量控制的速度环控制中,并将其控制效果与传统的永磁同步电机PI控制进行仿真对比.通过对两种方法的初始动态响应以及负载干扰下的稳态恢复进行对比,表明与传统的永磁同步电机PI控制相比,本文所提出的动态矩阵模型预测控制的永磁同步电机的动态响应效果更好,系统的鲁棒性更强,验证了新方法在永磁同步电机石油钻机中应用的可行性.     

动态矩阵控制方法在半导体制冷中的应用

根据帕尔贴效应并针对半导体制冷的特性,提出了采用动态矩阵控制(DMC)方法进行制冷温度控制.通过测试实验获取被控对象的有限单位阶跃响应序列,建立实际系统模型,并在MATLAB中对该模型采用动态矩阵控制方法完成温控仿真实验.实验结果表明,相对于传统PID控制和模型偏差补偿控制,动态矩阵控制在达到稳定性好和跟踪精度高的要求下,具有更优的动态性能,且对小范围的模型变化不敏感.     

基于移动边界模型的变频空调系统动态仿真

建立了变频空调系统的动态仿真模型.采用集总参数方法和移动边界模型分别建立蒸发器5阶和冷凝器7阶动态模型;压缩机和膨胀阀由于热惯性小,采用稳态模型求解.系统动态模型以压缩机和膨胀阀模型作为边界条件,通过联立两换热器动态模型,组合成12阶矩阵模型.仿真结果表明,此模型可对压缩机转速、膨胀阀开度、风量等阶跃变化时,系统的动态特性进行有效预测.     

汽车非线性悬架系统的分数阶PD~μ控制研究

根据1/4车辆非线性悬架系统动力学模型,采用频域分析和控制性能优化方法设计出可控悬架系统的分数阶PDμ控制器。仿真结果表明:相比传统的整数阶PD控制情形,即使汽车在不同车速和等级道路行驶工况条件下,分数阶PDμ控制器对非线性悬架系统均能获得更优的控制效果,能进一步降低车身垂直振动位移、速度和加速度数值,有效提高了车辆的行驶平顺性。研究结果可为设计汽车可控悬架系统提高乘坐舒适性提供了有用的控制方法参考。     

双目标跟踪的三维信息非线性变结构控制

采用传统的单Bang-Bang控制的光电设备进行精定位时,系统放大倍数为无穷大,所以系统不易稳定。本文分析了单Bang-Bang控制的不足,提出了一种变结构最优控制方法。该方法在粗跟踪时用Bang-Bang控制,在进入小偏差范围内切换为线性控制。在线性控制时,根据不同调节器的的不同特点,提出了红外一阶捕获,红外二阶跟踪的策略,并同时给出了Bang-Bang控制和线性控制的切换准则,红外一阶捕获和红外二阶跟踪的切换准则。实验显示,采用提出的方法光电设备的90°双目标定位能力在2.3s左右,比传统方法缩短了近1s,快速性大大提高。另外,利用激光测距机可以给出舷角相差90°的双目标三维信息数据率为0.45Hz,提高了双目标时系统的光电对抗能力。     

纯滞后对象基于模型估计控制方法的研究

针对一阶加纯滞后模型(FOPDT)及二阶加纯滞后模型(SOPDT),本文介绍了基于模型估计的内模控制(IMC)、外模补偿控制(EMC)、Smith预估控制这三种对克服对象纯滞后实用有效的控制方法.且对各类控制器提供了详细的设计方案,其特点是结构简单易于实现.文中最后纳入仿真内容进行分析比较.     

振动自适应模糊控制方法研究

将自适应模糊控制理论引入振动控制工程领域,提出了一种基于模糊逻辑系统的在线自学习控制方法。给出了该控制方法的学习算法及初始振动模糊控制器的产生方法。分析了该方法与其它非线性控制方法（神经网络控制）相比所具有的优点。仿真结果表明该自适应模糊控制方法能有效地抑制振动。     

基于模糊控制的直线型形状记忆合金驱动器控制系统设计

采用模糊控制的方法对一种直线型形状记忆舍金驱动器的输出位移进行控制。整个控制系统采用MCS-51单片机作为核心，介绍了这个控制系统的设计方法，并给出了能实现上述控制系统的硬件电路原理图以及软件程序流程图。其中的模糊控制器采用离线计算、在线查询决策的方法，易于工程实现。     

大射电望远镜舱索粗调控制系统软硬件设计关键技术研究

介绍了大射电望远镜馈源支撑与指向跟踪系统中舱索粗调系统的软硬件设计,重点分析了控制硬件的总体设计方案和专用六通道脉冲发生卡的设计思想,以及控制软件设计中的数据缓存和中断服务程序处理等几个关键技术及其实现方法。     

喷涂机器人控制系统设计

设计了一种空间五自由度喷涂机器人的控制系统,包括控制系统的硬件与软件结构。该控制系统采用PC104主板,配以ADT836运动控制卡,实现了机器人空间5个关节的协调控制,可进行喷涂轨迹示教、轨迹文件编辑及自动喷涂等作业任务。该控制系统具有结构简单、便于维护、开发周期短、可靠性高等特点。     

远程设备监控系统中嵌入式Web服务器的设计

介绍了一种基于嵌入式Web服务器的远程设备监控系统.阐述了系统结构和现场测控服务器硬件设计方案,详细介绍了服务器软件设计方案.提出了一种实现网页交互功能和生成动态页面的方法,实现了对远程设备的实时监控.     

数控铣削过程的广义预测控制

提出一种数控铣削过程广义预测控制方法。研究了控制前景的定阶问题,并导出在整个输出预测前景上控制器参数的高效递推算法。计算机仿真结果表明,该算法快,满足数控铣削过程的实时控制要求。在加工中心上进行试验验证,结果表明此法具优良的输出性能     

摄影机同步控制系统的研究

对160经纬仪摄影机同步控制系统作了全面的分析,提出了几种可行的控制方案,并进行了讨论和比较分析。着重对一种直流电机作为执行机构,8098作为中央处理单元的控制方案作了实验。起动过程引入电流检测反馈,使电机实现大电流快速起动,接近给定转速后电流环开环,引入转速、位置负反馈,缩短了同步时间,完成了同步控制系统性能的改善。     

基于Fuzzy—PID的除氧温度控制系统研究

针对被控对象存在的滞后、时变、非线性等特点,采用模糊控制与PID控制方式相结合的控制策略,设计了一种高精度温度控制算法,并以PIC18F258单片机为核心,实现了该控制方案。本控制方法在除氧器温度控制系统的应用中取得了良好的效果;文中使用MATLAB软件对PID控制、模糊PID控制分别进行了仿真研究,结果表明,参数模糊PID控制能满足调节时间短、超调量小且稳态误差在104±3℃内的控制要求。     

基于复合式同步控制策略和模糊PID控制算法的振动打桩机的智能控制器研究

将同步控制思想应用在振动打桩机中,实现在线无级调频调矩,从而提高打桩效率。针对电液伺服系统存在的非线性、时变性以及模型不确定性等特点,利用单片机的计算优势,融合复合式同步控制策略和模糊控制理论,构成一种智能型模糊PID参数同步控制系统。实验结果表明:模糊PID控制器可以改善系统的动态特性,控制效果明显优于常规PID控制器。     

邮包立体仓库堆垛机的控制研究

针对邮包立体仓库堆垛机的特殊性 ,将模糊控制和预测控制相结合 ,提出智能预测模糊控制算法 ,并根据堆垛机运动的实际工况 ,进行了模糊建模和仿真研究。仿真研究结果表明 ,该预测模糊控制算法能够有效地满足立体仓库堆垛机的控制需要