连铸机动态轻压下液压压下系统建模与仿真

通过对内蒙古某炼钢厂连铸机动态轻压下液压压下系统的研究,推导了该系统在位置控制下的传递函数,并对系统进行了时域和频域分析,确定系统各主要参数对其动态性能的影响,找出最优控制参数,优化系统。     

具有闭环区域极点约束的H_2/H_∞主动悬架鲁棒控制

以1/4车辆二自由度主动悬架为研究对象,采用同时具有H2性能和H∞性能的H2/H∞鲁棒控制理论,运用线性矩阵不等式工具箱,设计出具有H2/H∞性能要求和闭环区域极点约束的状态反馈控制器。运用闭环极点约束的方法,通过调整传递函数||T∞||∞和||T2||2值在H2/H∞混合控制中的权重系数,实现了悬架闭环系统H2和H∞的性能调节。在时域内和频域内进行了仿真,并与LQR控制器进行了对比分析。结果表明,采用H2/H∞鲁棒控制理论设计的控制器对系统参数不确定具有较好的鲁棒稳定性,而且能够有效地抑制外界干扰,很好地改善系统的动态性能。     

二阶对象Dahlin控制器振铃的消除

本文针对二阶控制对象讨论Ｄａｈｌｉｎ控制器设计问题。在复频域分析的基础上探讨了二阶对象期望闭环传递函数的合理形式。通过对期望闭环传递函数和控制对象的分析找到了一导致二阶对象Ｄａｈｌｉｎ控制器产生振铃的原因，给出了判定振铃产生的条件，并且提出了修正设计方法。     

基于压电元件的柔性板H∞鲁棒振动控制实验研究

以一柔性板为对象进行了H∞鲁棒振动控制器的设计、仿真和实验研究。首先,利用多变量频域辨识原理,识别出以粘贴压电片作为传感器和作动器的柔性板实验系统前三阶模态的MIMO传递函数模型,接着,对具有乘型不确定性的板模型在干扰抑制、控制增益约束以及鲁棒稳定三方面进行频域加权整型,构建了H∞混合灵敏度控制系统;数值仿真验证了各权函数的合理性,初始外扰和随机外扰下的振动控制实验结果表明,相对LQR方法,H∞控制能使闭环系统在保持鲁棒稳定的前提下获得更好的性能,初始外扰下衰减时间缩短30s,随机外扰下降噪量提高4dB。     

鲁棒振动控制实验研究

以一柔性板为对象进行了H∞鲁棒振动控制器的设计、仿真和实验研究。首先,利用多变量频域辨识原理,识别出以粘贴压电片作为传感器和作动器的柔性板实验系统前三阶模态的MIMO传递函数模型,接着,对具有乘型不确定性的板模型在干扰抑制、控制增益约束以及鲁棒稳定三方面进行频域加权整型,构建了H∞混合灵敏度控制系统;数值仿真验证了各权函数的合理性,初始外扰和随机外扰下的振动控制实验结果表明,相对LQR方法,H∞控制能使闭环系统在保持鲁棒稳定的前提下获得更好的性能,初始外扰下衰减时间缩短30s,随机外扰下降噪量提高4dB。       

用于转子振动主动控制的数字式磁悬浮控制器的研究

交叉刚度是引起轴承－转子系统不稳定的主要因素之一［２］。以系统增稳为目的，本文提出了一种利用闭环磁悬浮振动控制器对转子施加主动交叉刚度力以削弱原系统交叉刚度，促使系统稳定的方法。笔者以ＩＮＴＥＬ８０９８十六位单片机为核心构成磁悬浮数字控制系统，软件设计以数字系统模拟化设计技术为前提，采用稳定性较好的双线性变换法实现复频域传递函数到离散域传递函数的转换。实验研究表明，该磁悬浮系统以非线性ＰＩＤ控制规律作为控制算法实现的磁悬浮轴承可使转子单端悬浮并具有较为良好的动态特性。     

救援机器人柔性关节的设计与稳定性分析

为了提高救援机器人在非结构环境中的顺应能力,引入传动机构等效质量的概念,考虑电机内部阻尼对弹性驱动器动力学模型的影响,建立了基于力源驱动的串联弹性驱动器动力学模型。采用PID单位负反馈的控制方式,通过Laplace变换得到系统的开环传递函数与闭环传递函数,运用Nyquist判据与Bode图分析了系统的稳定性。通过仿真实验,得到了系统的阶跃信号跟踪响应。仿真结果与频域特性分析结果对比,验证了救援机器人柔性关节结构设计的合理性与稳定性。     

具有指定性能的不稳定时滞对象H2控制器

本文基于H2最优控制理论针对一类不稳定对象推导了具有指定性能的控制器整定公式。设计过程分为两步。首先根据闭环系统渐近跟踪约束寻找满足要求的控制器集合，然后定义H2最优性能指标，利用有理近似副近控制对象中的纯滞后，进行控制器推导，最后，分析了系统的性能和稳定性，给出了判定的充要条件，在给出了例子中比较了新的控制器和其它控制器的性能。     

烧结炉快速升温无超调控制系统的设计

针对烧结炉升温控制存在快速升温和超调量大的矛盾,提出基于三阶系统数字仿真求得最佳闭环传递函数,与实际烧结炉升温闭环系统比较来确定最佳PID控制规律和状态反馈参数,由此设计的烧结炉升温系统,实现了快速升温无超调控制.     

热连轧卷取机踏步系统鲁棒H∞控制研究

针对热连轧过程中的带头损失问题,开发带有位置调节和压力调节的步进式电液伺服系统,并应用一种简化的H∞控制混合灵敏度算法对系统进行闭环增益设定,其核心是确定闭环系统传递函数即T的最终希望的形状,直接设计出K,从而避免了权函数的选择。研究结果表明用此法设计的H∞控制器对于步进控制系统是有效的。     

高空作业车调平控制系统的仿真研究

介绍了电液比例调平控制系统的组成及工作原理,基于经典传递函数法建立了电液比例阀控非对称液压缸系统的数学模型。以GTBZ-30型高空作业车为研究对象,采用MATLAB仿真软件,用频域分析法证明了高空作业车调平控制系统的稳定性。在Simulink环境下实现了对闭环系统的仿真分析,并采用PID控制器对系统进行了优化,明显改善了系统性能。     

液压电梯鲁棒最优控制的研究

本文提出了一种具有未建模动态特性,参数变化和未知外界干扰等不确定性的电液控制系统鲁棒最优控制结构.该结构包括最优控制和辅助控制两部分,其中最优控制用来确定系统的性能,辅助控制用来克服系统的不确定,两部分的设计相互独立.对液压电梯速度系统的仿真和实验结果表明了该方法的有效性.     

基于频域整形的电磁轴承最优控制

针对电磁轴承刚性转子的不平衡振动，提出基于频域整形最优控制，该控制器的设计，包括保证系统稳定的最优调节器设计，以及频域整形的权函数设计，通过权值函数，改变轴承动特性，从而实现电磁轴承系统不平衡振动的力补偿或位移补偿。实验结果表明，电磁轴承频域整形最优控制可有效抑制主轴不平衡振动。     

动态电压恢复器H2鲁棒控制设计

动态电压恢复器（dynamic voltage restorer,DVR）,作为一种主要的客户端电压补偿设备,在保护敏感负载免受电压凹陷影响方面具有良好的效果。针对已有DVR控制系统在控制效果方面存在的一些缺陷,将H2最优鲁棒控制技术设计应用于DVR控制系统中,提出了含有反馈增益结构的新型H2控制器。在建立了三相一体的DVR仿真模型,以及对H2控制原理和实现算法进行深入阐述的基础上,给出了与DVR状态空间模型匹配的H2控制构架图及其状态空间实现方法。Matlab／Simulink的仿真结果显示,采用H2控制技术的DVR闭环系统具有高响应速度及稳定度,并且其控制算法相比传统PID算法也更为精确。     

电梯水平振动主动控制实验系统及仿真

介绍了电梯水平振动主动控制实验系统。导出了实验系统的振动微分方程和数学模型;在MATLAB／SIMULINK环境下仿真了实验系统的水平位移和加速度响应以及基于LQR最优控制的主动控制策略。仿真结果表明,该实验系统对电梯水平振动主动控制和其他方面的研究是可行的。     

基于根轨迹β-广义预测控制性能分析

β-广义预测控制(β-GPC)是指在GPC增量控制律前引入增益β,在一定范围内提高系统的稳定裕度和鲁棒性。该文从系统闭环特征方程出发得到以β为增益的开环传递函数,利用参数根轨迹分析闭环系统的特性,给出了使闭环系统稳定的β的取值范围,并确定了基于目标要求的最佳β值,能够较大程度地提高闭环系统的稳定性和动态控制效果。最后,通过仿真进一步证明了该方法的有效性。     

气压伺服系统高性能鲁棒控制器的设计

2自由度控制器越来越在伺服控制中显示其优越性。2自由度控制利用反馈控制来保证稳定性,利用前馈保证轨迹跟踪性能。首先辨识得到了气压系统的闭环传递函数。基于闭环系统辨识模型设计了零相位误差前馈控制器(ZPETC),ZPETC将闭环系统带宽拓宽为100 rad/s左右。系统的干扰抑制能力、鲁棒稳定性由控制器中反馈环节保证。设计了基于干扰观测器的内环反馈控制;外环反馈仍为位置反馈环节。与PID控制比较,整个控制器在试验中得到了良好的轨迹跟踪精度。     

外圆磨床主轴回转误差的补偿控制

本文提出一个外圆磨床主轴回转误差补偿方案。补偿系统是一个闭环系统,各环节的传递函数可通过系统辨识获得,根据最小方差控制原则求出微动伺服机构的控制输入以达到最优的控制效果。     

可逆冷轧机主传动双闭环调速系统设计

本文主要介绍了可逆冷轧机主传动设计,以控制系统的传递函数为基础,使用MATLAB软件simulink工具箱设计逻辑无环流控制器及电流调节器和转速调节器参数。通过参数的设置及改变获得正确的双闭环仿真结果,最后通过逻辑控制器实现可逆冷轧机的主传动控制。     

电液振动台参数化前馈逆补偿控制策略研究

为了提高电液振动台的波形复现精度,提出一种参数化前馈逆补偿控制策略。首先利用频域辨识算法辨识出振动台在三状态控制下的参数化闭环传递函数,然后运用零幅值跟踪技术设计出稳定可靠的非最小相位系统逆模型,接着基于离线设计的逆模型构建了参数化前馈逆补偿控制并进行了实验研究。实验结果表明,采用参数化前馈逆补偿控制策略与三状态控制相比具有更高的波形复现精度。