高阶惯性系统自适应控制研究

热力系统中的热工过程大多属于高阶陨性系统。高阶惯性系统是一类多容、变化缓慢的动态系统，对此类系统采用一般的常规反馈控制方法是很难获得令人满意的控制效果的。本文应用IMC系统特性和模型参考自适应控制原理，并参照滞后系统Smith预估控制的方法，提出了控制高阶陨性系统的自适应控制新方法，仿真研究及现场实际运行均获得满意的控制效果。     

提高电动伺服加载系统抗扰动能力的研究

在电动伺服加载系统中,各种形式的干扰都会影响加载性能,降低加载精度。建立了永磁同步加载电机数学模型,采用模糊自适应PID控制器,在线整定控制参数。引入位置扰动前馈、摩擦扰动前馈及干扰观测器,分别用以消除位置扰动、摩擦扰动以及其他无法精确建模或检测的干扰。仿真表明,系统可以有效克服位置、摩擦等干扰,具有良好的动态性能和较高的加载精度。     

自适应逆控制三自由度直升机扰动消除系统研究

针对三自由度直升机系统扰动消除的控制问题,提出了一种模糊神经网络模型参考自适应逆控制及扰动消除控制方案。运用FNN推理合成思想建立模糊神经网络结构,利用神经网络结构实现模糊推理过程,采用神经网络的连接权重来表示模糊推理的参数和修改连接权重来辨识模糊模型和调整隶属函数,并在整个噪声消除系统中利用神经网络学习算法进行建模和逆建模,且用它们的复制模块来组成消除扰动系统,从而达到消除扰动的目的。最后,对三自由度直升机模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性和可行性。     

惯性测量系统的一种算法

阐述了惯性测量原理在轨道检测车中的应用，分析了常用捷联算法的优劣；介绍了四元数法的基本原理及其在捷联系统中的用法；给出了惯性测量系统的实用算法。     

一种结合扰动观测器的惯性稳定平台稳定回路设计

介绍了大型重力测量惯性稳定平台的典型陀螺稳定回路设计,在此基础上以稳定回路闭环传递函数为被控对象设计了扰动观测器,实现了扰动观测器与陀螺稳定回路的结合。进行了没有扰动观测器和带有扰动观测器的稳定回路控制仿真对比,仿真结果表明,结合扰动观测器的稳定回路,具有更好的抗低频干扰力矩和高频陀螺测量噪声的能力。     

一种高精度大惯性液压伺服控制系统及其控制方法

介绍一种高精度大惯性液压伺服控制系统及其控制方法，该系统由计算机进行控制，其控制方法特点之一为：通过检测液压缸两腔的油压信号进行动压反馈来补偿控制伺服阀的信号大小，以增大系统的阻尼，抑制大惯性引起的振动，提高系统稳定性。另一特点为根据设定信号与反馈信号偏差的变化情况来自动补偿由环境条件变化而引起的零漂，以提高大惯性系统的控制精度。     

基于扰动观测器的SCARA机器人运动误差补偿控制设计与仿真

在外界干扰下,为获得SCARA机器人的高精度运动控制,对机器人建立运动学模型,通过设计一种带扰动观测器的PID控制系统,对机器人运动过程中不可测项进行在线观测和补偿,然后运用MATLAB与ADAMS对提出的控制系统进行联合仿真研究。结果表明,相比常规的PID控制系统,该控制系统能够降低机器人手臂跟踪误差,实现良好的轨迹跟踪效果。     

基于扰动观测器的内模控制在工业过程中的应用研究

介绍了一种工业生产过程中的复合控制方法.该方法结合了内模控制算法和改进的扰动观测器算法,解决了工业生产过程中因扰动导致常规PID控制效果欠佳的问题.理论分析和仿真实验表明,该方法控制效果明显优于常规PID控制,并能有效抑制各种扰动.     

变频泵控马达调速系统单神经元自适应PID控制

针对大惯性负截变频泵控马达调速系统动态性能差的特点，提出了采用不必基于模型的单神经元自适应PID控制。介绍了单神经元自适应PID控制器的结构和算法。仿真结果表明，单神经元自适应PID控制器较常规PID控制器具有更快的响应特性和良好的动态特性，对模型失配和负载扰动表现出更强的适应性和鲁棒性，而且不论是在加速段、等速段还是减速段，都具有较好的跟踪效果。     

基于惯性运动自适应前馈的磁轴承基座扰动抑制

为抑制主动磁轴承中基座的运动造成转子的振动增大,设计并实现了一种基于惯性运动的前馈控制方法。首先,针对基座运动状态下的磁轴承系统,建立了基座运动的五自由度磁轴承转子动力学模型,然后,分析了在基座进行小幅度复杂运动时转子受扰动力的动力学,提出了一种基于自适应算法的惯性前馈方法。最后,采用搭建的实验平台对不同扰动下开启前馈控制前后转子的响应进行了实验研究。实验结果表明：自适应前馈控制器使能后,磁轴承转子的位移减少了80%以上。设计的自适应前馈控制方法能够有效抑制磁悬浮系统基座扰动对转子振动的影响,大幅提高了磁轴承转子的运行精度,且设计的系统仅需增加一个小体积的惯性微机电测量单元,满足实际工程应用需求。     

基于惯性基准的大尺寸空间角测量

针对大型装备装配过程中的大尺寸空间角测量问题,提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法并且设计了相应的测量系统。该测量系统利用自准直原理获取被测轴线方向,通过内部陀螺仪和编码器测量被测轴线在惯性坐标系中的单位向量坐标,然后根据每个被测轴线在公共基准内的单位向量坐标值实现空间角的计算。建立了大尺寸空间角测量的数学模型,并对测量系统的测量不确定度进行分析和计算。最后搭建了测量系统的原理样机并利用原理样机在实验室进行了模拟测量实验。实验结果表明,原理样机的实际测量误差为14\",满足了测量精度的要求。该方法采用惯性空间作为公共测量基准,有效地解决了测量大尺寸空间角时测量基准难以建立和传递的难题,使得测量过程更加灵活、高效。     

飞控系统四余度惯性测量系统的相关技术研究

本文针对直升机飞控系统应用特点,设计开发了一种惯性测量系统。采用开环光纤陀螺及加速度计组合的模式输出直升机的基本姿态信息,通过RS422总线与飞控系统进行通信。设计的惯性测量系统冗余度高,软件调试方便,且成本可控。应用结果表明,惯性测量系统输出的姿态信号可满足多种工况下飞控系统控制直升机的基本需求,且惯性测量系统运行稳定可靠,具有一定的实用性和推广价值。     

基于扰动观测器的永磁同步电机电流环自适应滑模控制

针对扰动对永磁同步电机转速伺服系统性能的影响,提出了基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法。设计了自适应律在线估计系统的内部参数摄动以补偿模型不确定性扰动。同时,设计了滑模扰动观测器实时估计系统外部负载扰动,并将观测值前馈补偿到电流环自适应滑模控制器,在提高系统鲁棒性的同时降低滑模控制系统的抖振。实验结果显示,采用基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法,系统可快速、准确、无超调地跟踪900r/min的速度指令,调节时间为0.08s,稳态误差为±5r/min。加入0.6N·m的负载扰动,该控制方法的最大转速波动为21r/min,比PI控制方法的转速波动减小了3.4%。仿真和实验结果表明,基于扰动观测器的电流环自适应控制方法提高了永磁同步电机转速伺服系统的鲁棒性和动态响应性能,同时可有效抑制滑模控制系统的抖振。     

基于模糊切换增益调节的惯性稳定平台滑模控制

为了实现航空遥感惯性稳定平台在复杂多源扰动环境下的高精度控制,提出基于模糊滑模的惯性稳定平台高精度控制方法,通过对总和扰动抑制实现对多源扰动抑制,从而提高稳定平台控制精度.首先将惯性稳定平台的所有扰动视为整体,基于滑模等效控制设计惯性稳定平台的全局快速终端滑模控制器,实现系统状态快速、精确地收敛到平衡状态并且不离开滑模...     

双框架磁悬浮控制力矩陀螺框架系统的扰动抑制

内外框架之间的耦合力矩和谐波减速器的非线性传输力矩是影响双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架系统精确角速度控制的主要因素,为了解决以上干扰问题,实现框架系统高精度角速率伺服控制提出了一种基于扰动观测器和自适应反步的框架系统复合解耦控制方法。通过扰动观测器来估计框架系统中的扰动,并结合自适应反步法获得控制律,其间将扰动估计误差当作未知参数设计了其自适应律,对扰动的两次处理使得框架系统干扰估计更加精确,同时可以保证估计参数的收敛性和整个框架系统的稳定性。仿真和实验结果表明,采用此复合控制方法,DGMSCMG框架系统扰动估计误差不超过框架系统实际扰动的3%,实际框架角速率跟踪参考指令角速率的精度达到99.2%。此复合解耦控制方法可以满足DGMSCMG框架系统抗干扰能力强、高精度角速率伺服控制的要求。     

浅析PID控制器的控制方法及参数调节

从PID控制的定义人手,介绍了PID控制器的主要控制方法及其相互匹配使用的效果,并对PID控制器的参数调节进行了简要分析。     

用于动态测量的一种新的惯性传感系统

针对各种动态测量系统和技术的不足,以及机床工作环境对测量过程的影响,提出一种新的惯性传感系统,用于并联机床各杆件(腿)长度、姿态(位姿)变化的精确测量。系统运用数据融合的方法,对测量中出现的惯性误差作出修正,抑制误差的漂移,并预估系统的位置和速度状态变量。通过对300 mm全程运动的实验测量和对实验结果的分析表明,应用新的系统,能改善并联机床和机器人的动态定位,使位置精度和运动精度得到明显的提高。并随着低成本固态加速度计技术的进一步完善,使测量成本降低的同时,新系统能为并联机床和机器人提供更高的位置与速度的动态测量精度。     

基于滑模控制的高速大惯性电液位置伺服系统研究

针对一个具有高速、控制精度要求高的大惯性电液位置伺服系统,通过理论分析和实验测试,确定了系统的主要特征参数,并建立了与实际系统相吻合的数学模型。根据系统自身的特性和控制指标的要求,采用了基于指数趋近律的滑模控制策略。在仿真实验验证控制方法有效性的基础上,将其应用到了实际系统。系统的测试结果表明,被控对象具有平稳的动态过程和理想的位置控制精度,性能达到了使用要求。     

微惯性测量组合的计算机辅助设计系统的设计与应用

文中介绍了一个微惯性测量组合（MIMU）的计算机辅助设计系统（CADS），对该系统的结构、硬件组成、软件设计进行了描述，重点介绍了系统软件设计中的关键技术：RS-232测试技术、VC和Labwindows／CVI的混合编程技术、多线程技术、VC和Matlab的混合编程技术。该系统具有良好的通用性和可扩展性，可以大大提高基于高性能CPU和CPLD、FPGA等技术的微惯性测量组合的研制效率。     

恶劣环境条件下的湿度测量

本文描述了制炼厂、工业加热炉等一类恶劣环境中测量气体湿度的微波法。作为如何应用微波能解决这个问题的一个例子,描述了一种基于共振振动扰动技术的电磁湿度计。该仪器能够测量空气或其他气体的湿度,在工业环境中覆盖的动态范围宽,且对灰尘、污物、油蒸汽等都不敏感。为了避免高温（高到600℃左右）的破坏,传感器采用全金属结构。