一种集中式四自由度磁轴承振动抑制方法

针对磁悬浮飞轮储能中同频扰动抑制问题,建立了磁轴承转子系统数学模型,讨论了以电磁力作为控制量进行控制器设计的可行性和优越性,并从系统能量函数角度出发,提出了一种以电磁力作为控制量的集中式同频扰动抑制算法。在以电磁力作为控制量的基础上,将线性扩张状态观测器与集中式四自由度状态反馈控制器相结合,并通过李雅普诺夫定理验证了系统稳定性,使得控制算法能够对同频扰动进行主动观测和补偿。仿真结果表明该算法在宽转速范围内对于同频扰动的抑制具有明显效果。     

四旋翼飞行器姿态控制建模与仿真

四旋翼飞行器是典型的欠驱动、非线性、强耦合系统。其姿态控制精度和抗干扰问题一直是研究热点之一。为了实现小型低成本四旋翼飞行器姿态准确控制,详细分析了四旋翼飞行器受力情况,利用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼飞行器非线性动力学模型,针对四旋翼飞行器在实际飞行过程中经常会遇到阵风、气流等不确定外界干扰,设计了基于小扰动的PID控制器,并通过对俯仰通道、横滚通道、偏航通道MATLAB/Simulink仿真模型进行仿真测试和结果分析。结果表明:所设计控制算法能够满足四旋翼飞行器姿态控制要求,并具有较好的抗干扰性能。     

四自由度平台条件下的六自由度水声测试技术

六自由度水声测试装置可在三维空间实现各种声呐姿态的控制,研究四自由度测控平台条件下的六自由度声学测量技术,可有效扩展四自由度声学测试平台功能,解决低自由度测控装置无法实现更高自由度声学测试等问题。通过建立维度传递模型,将四自由度测试平台条件下实测的几何量值转变为对声呐的六自由度控制,并设计了相应的声呐测试流程,计算机数值计算验证了维度传递理论及该技术方法的可行性及有效性。研究结果表明,该技术可在四自由度测试平台条件下以较高的效率实现声呐的六自由度测试。     

一种船舶清洗ROV姿态控制方法研究与实现

为了减少因海生物附着形成污底对船舶航行造成的阻力,提高船舶的运输效率,研究设计了一种基于六推进器的船舶清洗ROV;首先对该机器人进行了相应软硬件方案设计,且依据实际应用需求选择了机器人驱动与测量元件,进而使用Solidworks三维机械制图软件完成了ROV结构外形设计,同时对ROV样机进行了结构组装与系统测试;同时在此基础上,为了提高船舶清洗ROV姿态控制过程的性能指标,提出一种改进型变积分PID控制算法,根据偏差量的变化将整个姿态控制过程规划为不同阶段,通过调节积分项的开关量系数以满足不同阶段的需求;最后通过MATLAB仿真软件对改进型ROV姿态控制系统进行仿真并完成实际水池实验,通过设定不同目标角度测试控制系统的性能,结果表明,该算法比传统单闭环与双闭环PID控制算法具有更短的过渡时间及更加优良的稳定性,是一种稳定高效的ROV姿态控制方式。     

一种自适合模糊控制器的设计方法

本文通过对基本模糊控制器的分析,给出了一种自适应模糊控制器的设计方法。该控制器能够根据系统的误差、误差变化及误差积分值自动调整控制器的控制参数,使模糊控制器具有自适应的能力。     

一种自适应模糊控制器的设计方法

本文通过对基本模糊控制器的分析,给出了一种自适应模糊控制器的设计方法。该控制器能够根据系统的误差、误差变化及误差积分值自动调整控制器的控制参数,使模糊控制器具有自适应的能力。     

一种新型的统一潮流控制器设计方法

在介绍统一潮流控制器(UPFC)的构成、电压空间矢量脉宽调制技术及带有UPFC单机无穷大系统的数学模型之后,采用两种控制策略来设计UPFC.第一部分采用电流预测的d-q轴解耦控制策略结合电压空间矢量脉宽调制技术来调节线路有功功率及无功功率.第二部分采用多输入单输出的自组织模糊神经网络和d-q轴解耦控制策略并结合电压空间矢量脉宽调制技术来维持节点电压及电容器端电压的稳定.Matlab仿真结果表明:基于以上两种控制策略的UPFC能有效调节线路的有功功率及无功功率,保证节点电压及电容器端电压的稳定,证明该UPFC的设计方法是有效的.     

一种新型的统一潮流控制器设计方法

在介绍统一潮流控制器(UPFC)的构成、电压空间矢量脉宽调制技术及带有UPFC单机无穷大系统的 数学模型之后,采用两种控制策略来设计UPFC。第一部分采用电流预测的d q轴解耦控制策略结合电压空 间矢量脉宽调制技术来调节线路有功功率及无功功率。第二部分采用多输入单输出的自组织模糊神经网络和d q轴解耦控制策略并结合电压空间矢量脉宽调制技术来维持节点电压及电容器端电压的稳定。Matlab仿真结果表明:基于以上两种控制策略的UPFC能有效调节线路的有功功率及无功功率,保证节点电压及电 容器端电压的稳定,证明该     

一种有源电力滤波器直流母线电压模糊控制方法

维持并联型有源电力滤波器直流母线电压稳定非常重要,常规控制方法难以实现直流母线电压的有效控制.分析了直流母线控制原理、限幅器的非线性特性,提出了一种将PI控制和模糊变限幅控制相结合的直流母线电压控制方法并进行仿真研究,根据仿真参数搭建样机验证算法,Matlab仿真和试验结果表明该方法的有效性.     

一种递归模糊神经控制器及其混合学习算法研究

介绍了一种基于递归模糊神经控制器的控制系统,它是通过在模糊神经网络控制器的第2层引入动态递归环节,从而使其具有动态映射能力。文中还提出了递归模糊神经控制器的混合学习算法,即先采用免疫遗传算法的“粗”学习,再采用BP梯度算法的“细”学习。通过对锅炉主汽温控制的仿真表明了该网络结构和训练方法的可行性和有效性。     

Precision motion control of a small launching platform with disturbance compensation using neural networks

A kind of launching platform driven by two permanent magnet synchronous motors which is used to launch kinetic load to hit the target always faces strong parameter uncertainties and strong external disturbance such as the air current impulsion which would degrade their tracking accuracy greatly. In this paper, a practical method which combines adaptive robust control with neural network‐based disturbance observer is proposed for high‐accuracy motion control of the launching platform. The proposed controller not only accounts for the parametric uncertainties but also takes the external disturbances into account. Adaptive control is designed to compensate the former, while neural network‐based disturbance observer is designed to compensate the latter respectively and both of them are integrated together via a feedforward cancellation technique. A new kind of parametric adaptation and weight adaptation strategy is designed by using the linear combination of the system's tracking error and the weight estimation error as a driving signal for parametric adaptation and disturbance approximation. The stability of the novel control scheme is analyzed via a Lyapunov method and this method presents a prescribed output tracking performance in the presence of both parameter uncertainties and unmodeled nonlinearities. Extensive comparative simulation and experimental results are obtained to verify the high‐performance of the proposed control strategy. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

A comparison of model‐based and data‐driven controller tuning

In many industrial applications, finding a model from physical laws that is both simple and reliable for control design is a hard and time‐consuming undertaking. When a set of input/output measurements is available, one can derive the controller directly from data, without relying on the knowledge of the physics. In the scientific literature, two main approaches have been proposed for control system design from data. In the ‘model‐based’ approach, a model of the system is first derived from data and then a controller is computed‐based on the model. In the ‘data‐driven’ approach, the controller is directly computed from data. In this work, the previous approaches are compared from a novel perspective. The main finding of the paper is that, although from the standard perspective of parameter variance analysis the model‐based approach is always statistically more efficient, the data‐driven controller might outperform the model‐based solution for what concerns the final control cost. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

A real-time control platform for rapid prototyping of induction motor vector control

This paper presents a real-time control platform developed for rapid prototyping of an induction motor (IM) vector control. Firstly, the control system is designed with the Simulink in the form of user-friendly block-diagrams. Next, c-codes are automatically generated from the block-diagrams with the real-time workshop. And lastly, an executable code, produced from the c-codes through a DSP c-compiler, is downloaded into a target DSP board. With this automatic programming scheme rapid prototyping is realized with the least low-level handwork programming. Presented control platform has been evaluated through the rapid prototyping of a voltage source inverter-fed IM driver and some experiments have been carried out to show its effectiveness.     

一种新颖的含有谐振控制器的CVCF逆变器多环反馈控制方法

多环反馈控制方法以其设计实现过程简单、优越的动态性能而受到特别的关注.它一般包括一个电压外环与一个电流内环,电流内环的给定由电压外环给出.传统多环反馈控制每一环路中使用的都是PID控制器,在稳态精度方面存在缺陷.本文将谐振控制器引入到这种逆变器的多环反馈控制方法中,在电压环控制器中加入了谐振控制器.与传统使用PID控制器的多环反馈控制方法比较,含有谐振控制器的多环反馈控制能获得更高的稳态精度,并且它具有设计简单、易于实现的优点.将含有谐振控制器的多环反馈控制方法用于CVCF(恒压恒频)逆变器,实验结果证明了这种控制方法的有效性.     

超导离子源高压平台端电源的测量与控制

针对离子源高压平台的特殊性,论述了40 kV高压平台端电源的远程测控系统的建立。介绍了该控制系统的设计原理、功能实现以及硬件模块等。目前,该系统已成功运行在兰州重离子加速器超导离子源(HIRFL-SECRAL),经过长期的现场检验,MOT400结合I-7017R和光纤MODEM完成的高压平台电源控制子系统设计思路正确,工作可靠稳定,适应复杂的现场环境,完全满足设计要求。2011年9月,在自控系统的支持下,超导离子源(SECRAL)成功引出了238U32+离子,兰州重离子加速器冷却储存环主环(HIRFL-CSRm)也成功实现了自然界存在的最重元素铀离子的储存、冷却、累积与加速。     

Data‐driven model reference control with asymptotically guaranteed stability

This paper presents a data‐driven controller tuning method that includes a set of constraints for ensuring closed‐loop stability. The approach requires a single experiment and can also be applied to nonminimum‐phase and unstable systems. The tuning scheme generates an estimate of the closed‐loop output error that is used to minimize an approximation of the model reference control problem. The correlation approach is used to deal with the influence of measurement noise. For linearly parameterized controllers, this leads to a convex optimization problem. A sufficient condition for closed‐loop stability is introduced, which can be included in the optimization problem for control design. As the data length tends to infinity, closed‐loop stability is guaranteed. The quality of the estimated controller is analyzed for finite data length. The effectiveness of the proposed method is demonstrated in simulation as well as experimentally on a laboratory‐scale mechanical setup. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种飞机输配电实验平台测控系统设计与实现

为完成某型飞机输配电实验平台的设计,按照标准化、模块化、通用化设计思想,采用基于PCI总线架构完成了实验平台测控系统硬件部分的设计,采用虚拟仪器设计思想并使用LabVIEW2010软件设计了测控系统软件部分,并对系统的功能进行了检测.整个系统较好地实现了数据采集与处理、参数测量与计算、开关量状态控制等功能,达到了对飞机输配电系统测试与控制的效果,实验验证结果表明,该测控系统具有应用简单、运行可靠、测量精度较高等特点,有效地提高了平台测试精度和控制效率.     

协同多模接地控制的海洋核动力平台电网接地故障选线方法

海洋核动力平台电网包含核反应堆敏感负荷,不同接地故障条件下均需要快速准确选线并切除故障线路。为避免某些高频频带下不同线路间零序电流分布差异不明显造成选线误判,提出基于被选频带零序能量的选线方法,并通过零序能量阈值判别高过渡电阻接地故障。发生高过渡电阻接地故障时,为避免电流互感器极性测量误差导致选线误判,协同多模接地控制将中性点切换至小电阻接地方式。此时,系统零序电压、健全线路零序电流幅值降低,故障线路零序电流幅值升高,基于此可预判故障线路;为避免互感器一次侧电气量过小造成较大的测量误差,利用切换前系统零序电压与切换后预判故障线路首端零序电流间的相位差构建就地化选线判据。仿真与动模试验结果证明,所提方法在不同故障场景下均能够准确选线,满足现场应用要求。     

模块化级联型SMES变流器及其总分式功率无源控制策略

为实现超导磁储能系统(SMES)的大规模可扩展式应用,提高控制系统的动态性能和鲁棒性,改进级联型SMES变流器的电路拓扑,并设计基于无源控制器的总分式功率控制策略。采用二阶广义积分构造虚拟轴,实现单相电路的坐标变换;证明了无源系统反馈互联后仍保持端口受控哈密尔顿模型结构的特征,分别在交、直流侧设计控制策略,降低了控制设计的复杂度;提出总分式功率控制策略,实现系统并网总功率和各级联模块分功率的独立控制;分别在交、直流侧设计无源控制器,提高了系统控制的动态性能和稳定性。仿真分析验证了模块化级联型SMES变流器及其总分式功率无源控制策略的有效性。系统具备模块化特征,可实现灵活扩展以及各超导磁体功率的独立控制,并具有更快的响应速度、更小的超调量和更好的并网电流质量。