纸浆间歇蒸煮过程的分数阶建模及内模控制

纸浆间歇蒸煮是在高温高压密封的蒸煮锅中进行，是一个复杂的黑箱过程.针对间歇蒸煮过程的非线性和系统参数不确定性问题，在机理建模的基础上，通过函数拟合及数值逼近对模型的非线性部分进行数学近似，建立了间歇蒸煮过程的分数阶模型.针对分数阶系统，采用内模控制原理设计分数阶PID控制器，以简化分数阶控制器的可调参数，并基于最大灵敏度及稳定裕度整定控制器参数，使系统在保证期望的动态性能条件下，获得较好的鲁棒性.仿真结果表明，间歇蒸煮过程的分数阶内模控制在超调、响应速度和鲁棒性方面优于整数阶控制.     

直流调速系统的新型二自由度控制器

针对直流调速系统提出了一种新的二自由度内模控制器设计方法,所设计的控制器结构简单,容易实现,而且参数调整方便,它可以使系统同时具有良好的跟随性能和抗扰性能,仿真研究结果表明了它的有效性。     

多变量时滞非方系统的分数阶Smith预估控制

针对多变量时滞非方系统,提出一种基于反向解耦的分数阶Smith预估控制方法.首先,将反向解耦方法推广应用于$m\times n$非方系统中,给出非方解耦矩阵的设计方法,同时为了保证解耦矩阵的稳定正则,给出其实现的必要条件以及条件不满足时的补偿方法;然后,针对解耦后的各个单回路系统设计分数阶Smith预估控制器,根据内模控制与Smith预估控制结构上的等价关系简化控制器的设计,克服时滞环节对系统性能的影响,并且基于最大灵敏度推导出一种控制器参数解析整定方法;最后,通过典型的Shell标准控制问题对所提出方法进行验证.仿真结果表明,反向解耦方法设计简单易于实现,能达到系统完全解耦,控制器参数较少,整定方便,并且具有良好的跟踪能力、抗干扰性和鲁棒性.     

基于最大灵敏度的加热系统分数阶内模控制

针对加热系统热传导过程模型不精确和系统参数不确定性问题, 提出一种新的基于最大灵敏度的分数阶内模控制方案. 采用分数阶模型描述加热系统可以提高精度, 而内模控制能够很好地处理系统参数不确定性问题. 利用最大灵敏度整定分数阶控制器参数, 并以此获得强鲁棒性控制系统. 数值结果验证了所提出的分数阶内模控制方案的有效性, 具有比整数阶内模控制方案更好的控制性能.

     

基于分数阶内模控制的风力机叶片颤振研究

针对风力机叶片颤振系统,提出了一种结合分数阶(Fractional Order)控制与内模控制(Internal Model Control,IMC)的新型颤振控制方法.利用分数阶滤波器设计了分数阶内模控制器,基于闭环动态特性指标,如相位裕量和截止频率,实现对控制器参数的自整定.通过仿真实验对比证明,针对风力机叶片颤振控制,所设计的控制方法优于传统PID、内模PID控制方法,不仅减少了控制参数,而且提高了动态特性和鲁棒性.     

分数阶控制研究综述

作为控制科学与工程中一个新的研究领域,分数阶控制的研究愈来愈被关注.简要介绍了分数阶控制的数学背景和基本知识,对分数阶控制理论及应用(分数阶系统模型、系统分析、分数阶控制器、非线性分数阶系统、系统辨识)的研究作了总结、评述和展望.     

智能二自由度内模控制

提出了一种智能二自由度内模控制方法,该方法通过智能在线修正反馈滤波器的参数,使系统的鲁棒性和抗扰性均得到明显改善,仿真研究结果表明,即使对于纯滞后且有扰动的系统,其参数与结构发生变化时,系统仍能获得比较好的控制性能。     

永磁同步电机伺服系统模糊分数阶滑模控制

针对传统整数阶滑模控制系统中的抖震问题,结合分数阶理论、模糊逻辑推理和滑模控制技术的优点,提出了模糊分数阶滑模控制策略.将传统滑模控制器中的整数阶切换面推广到分数阶并设计了全控制域滑模面,保证系统在整个控制域都具有较强的鲁棒性.采用模糊逻辑推理算法,实现了开关切换增益的自整定.仿真和实验验证了模糊分数阶滑模控制系统不但能有效地削减抖震,而且能保持滑模控制器对系统外部扰动的全局鲁棒性.     

基于重复控制的位置伺服系统

提出了一种控制交流伺服系统的新方法。在永磁同步电机矢量控制的基础上,利用重复控制策略对位置伺服系统进行了控制。根据重复控制理论设计重复控制器,使系统响应输出跟踪周期性输入的参考信号,从而达到跟踪控制的目的。介绍了重复控制的原理、算法以及永磁同步电机数学模型的建立,并给出了重复控制器设计的思路。最后,在输入为周期性位置给定的前提下,进行了仿真实验。仿真结果表明,整个控制系统设计简单、可行、有效。     

分数阶PD控制器在时滞伺服系统中的研究

分数阶微积分理论的发展推动了分数阶微积分在各个领域的广泛应用,分数阶控制算法的研究也成为近几年的研究热点.目前分数阶控制理论的研究主要集中在理论分析,对于目前所研究的这类工程性较强的控制对象,成熟的研究成果较少.针对实际工程中含有时滞的伺服系统模型,将Flat phase法和系统稳定性裕度条件相结合,设计了分数阶PD控制器.此PD控制器结构简单,对参数变化稳定性好,控制精度高.为了对比仿真实验,文章还设计了整数阶PID控制器.仿真结果表明,分数阶控制器比传统整数阶PID控制器的控制精度更高,鲁棒性更好.     

基于内模重复与自适应复合控制的位置伺服系统

针对传统全断面盾构机姿态调整位置精度难以控制的难题,采用复合控制策略实现位置精度控制。利用模糊控制智能非线性特点在线整定PID参数提高与增强位置伺服系统的自适应与抗干扰能力,同时引入内模重复控制策略进一步优化位置伺服系统的控制精度。通过Simulink/AMEsim联合仿真实现全断面盾构机位置伺服系统的控制与液压系统相联合,实验验证复合策略使设备抗干扰能力与自适应跟踪性能稳步提高,并在矿井巷道试验中取得较好试验结果。     

交流伺服系统中位置模糊控制器的设计

本文设计了交流伺服系统的“双模”位置模糊控制器,使系统在位置偏较大时能快速跟踪,在偏差较小时能精确定位,该系统可在精密数控机床上应用。     

分数阶控制系统

随着基于分数阶次的数学理论日益完善,分数阶控制系统也越来越广泛地被研究和讨论。为了完善分数阶控制系统的理论体系,给出了分数阶系统的总体综述。介绍了分数微积分的定义,给出了分数阶线性定常系统的传递函数和状态空间描述,简要介绍了分数阶控制系统的复频域分析和分数阶控制器及控制器的设计方法,并分析了几种设计方法的优缺点。分数系统的研究必然能找到合适的切入点广泛地进入现代控制领域,为真正实现工业控制自动化提供强有力的理论依据。     

Angular Position Controller and Its Design Model Verification for the Electro-Hydraulic Servo Control System

The angular position controller is system （EHSAS） to control the output of the rotary applied to electro-hydraulic servo actuator actuator. It works as a compensator based on the frequency response of the EHSAS. Its design model is verified on the state-space model of EHSAS by using simulation program SIMULINK. Real data used to test the system. Simulation results give a good agreement for the controller and also for the state-space model.     

位置伺服系统的学习控制研究

本文通过对位置伺服系统的学习控制的实验研究,提出系统滞后是学习控制过程发散的主要原因.针对这一问题,文中提出了三种解决办法,即给定超前法、给定滤波法和给定超前滤波法,并在实验中取得了满意的效果.     

电液伺服位置系统的变结构自适应鲁棒控制

该文建立了电液伺服位置系统的带有时变参数和非线性特性的三阶模型。在此基础上。基于滑模控制理论,对其设计了一种具有参数自适应能力的自适应滑模变结构控制器。从初始状态到达滑模面这段运动时间内和在滑模面上运动时,依赖于一个时间函数使系统在两个不同的控制律之间进行切换,以满足不同运动阶段的要求。此外在应用变结构控制的同时,通过参数自适应来消除系统不确定性对控制性能的影响,进而增加了系统的鲁棒性。然后基于李亚普诺夫稳定性理论证明了所设计系统的渐近稳定性。最后将此方法应用于冷轧机电液伺服位置系统进行仿真,结果表明这种针对不同运动阶段的特点所设计的控制器满足了变结构控制的可达条件,达到了减小系统到达滑模面的时间和削弱抖振的目的。与传统的变结构控制对比。该文所设计的控制器在减小响应时间、抑止超调和提高鲁棒性方面都具有先进性。     

基于专用PWM控制器的直流伺服位置系统

介绍了一种基于专用PWM(脉宽调制)控制器UC1637的直流位置伺服控制系统,对其中的系统原理、UC1637、功率转换电路、保护电路、位置检测、电磁兼容性设计等内容进行了详细的讨论。该系统可靠性高、成本低、广阔的应用前景。     

复杂系统的分数阶内模控制器设计

针对高阶复杂系统提出一种分数阶内模控制器设计方法。利用微粒群算法(PSO)进行模型化简,基于内模控制(IMC)原理设计分数阶控制器,该控制器仅有一个可调参数,并根据鲁棒性能指标给出控制器参数整定的解析表达式。仿真结果表明,该方法可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、扰动抑制特性以及克服参数变化的鲁棒性。     

高精度直流伺服控制系统研究

为提高伺服系统中无刷直流电机的控制效果,通过运用TMS320LF2407芯片建立了直流伺服全数字三闭环控制系统,很好的解决了伺服系统中PWM信号的生成、电动机速度反馈和电流反馈问题,并对其中的转子位置信号检测电路、相电流检测电路、驱动电路以及保护电路等内容进行了详细的讨论,并给出了相应的硬件电路设计方案。