磁悬浮轴承弹性转子非线性系统的建模与控制

在考虑陀螺效应、转轴弹性与非线性电磁力的条件下,建立了磁悬浮轴承弹性转子系统动力学非线性控制模型;并采用精确非线性反馈方法,实现了对磁悬浮轴承弹性转子系统的有效控制.针对磁悬浮非线性模型与线性化后的模型、刚性磁悬浮与弹性磁悬浮模型所需控制参数进行了比较;仿真结果表明,考虑轴承弹性的非线性磁悬浮模型所需控制量与线性化模型...     

降阶扩展卡尔曼滤波在INS/GPS导航系统中的应用

INS/GPS组合可以实现长期稳定、高精度的导航系统,从而替代单一高精度高成本的INS.组合中等精度的INS和MS860系统,应用降阶EKF方法,开发实现“真航向测量系统”( TNDS)的高精度航姿测量。TNDS以PC／104架构的嵌入式计算机采集处理来自INS和MS860的信息;重点推导了TNDS降阶误差模型,并在其中采用降阶的EKF滤波,TNDS系统最后进行了海上试验。试验数据表明：采用降阶EKF滤波后,INS的位置误差σ由100 m减小到40 m;系统航向的误差由原来的0.105°减小到0.034°;纵横摇的误差也相应地减小。整个海上试验验证了TNDS的性能和降阶EKF滤波算法的有效性。     

平衡截断法在降阶控制器设计中的应用

为设计更加有效的降阶控制器,将平衡截断法引入到降阶控制器设计过程中。对比分析了传统降阶控制器设计与利用平衡截断法设计的降阶控制器在状态量选择与降阶系统结构上的区别。从降阶控制器控制原系统的控制性能指标的角度出发,对比了传统降阶控制器与利用平衡截断法设计的降阶控制器的控制效果。以导弹自动驾驶仪六阶模型为基础进行了仿真实验。结果表明,利用平衡截断法设计的降阶控制器与传统降阶控制器相比能够取得更好的控制效果,但平衡截断法不能敏感到性能指标权系数带来的降阶控制稳定性问题,因而在实际使用时需进行稳定性检验。     

平衡截断法与时间尺度法的降阶效能分析

为分析利用平衡截断法截断系统设计控制器的优势及局限,对比分析了在对系统降阶的过程中平衡截断法和时间尺度法在降阶维数的判断、截断状态的选择及截断后降阶系统频率响应方面的区别与联系。提出一种以降阶控制器控制原系统的效果来判断降阶系统对原系统的近似方法。利用平衡截断后系统与慢时间尺度系统分别设计降阶控制器。仿真结果表明,平衡截断法在截断系统状态过程中更为精细,对于加入控制后为改变其开环特性的系统,依据平衡截断法得到的降阶系统对原系统逼近效果比时间尺度法好;而对于反馈控制改变其开环特性的系统,平衡截断法不能敏感到系统特性的改变,近似效果比时间尺度法差。     

基于5阶降维平方根-容积卡尔曼滤波的动基座对准应用研究

为提高动基座下捷联惯导系统的对准精度、数值稳定性和减小计算量,将5阶容积卡尔曼滤波(CKF)、降维算法、多次离散和平方根(SR)滤波结合起来,形成5阶降维SR-CKF非线性对准方案。为减小5阶CKF的计算量,建立非线性-线性分离的系统模型,引入降维算法;为提高1阶龙格-库塔法的逼近精度,设计多次离散和时间更新的滤波框架;为提高数值稳定性,推导了5阶降维SR-CKF;比较常规3阶SR-CKF、5阶CKF和5阶降维SR-CKF的各项特性。实车动基座对准实验结果表明:该方案对准精度高、数值稳定性强、计算量小,满足应用需要。     

捆绑式运载火箭的一体化模型降阶

以捆绑式运载火箭为对象,开展先局部后整体的一体化模型降阶技术研究,其中局部降阶采用双协调自由界面模态综合法,整体降阶采用内平衡准则.将双协调自由界面模态综合法与自由界面模态综合法和固定界面模态综合法进行对比,显示出双协调自由界面模态综合法的优越性.数值仿真结果验证了一体化模型降阶方法的有效性.     

基于极点分布和协方差匹配的随机系统模型降阶方法

文中提出了一种基于极点分布和输出协方差匹配的随机系统模型降阶方法.仿真验证了方法的有效性.     

求取飞机低阶等效模型的时域方法

现代高增稳飞机是高达几十阶的高阶模型,将其降阶为具有特定形式的低阶等效系统才能与已有的飞行品质规范相比较,进而评价飞行品质及改进飞控系统设计.文中从时域角度出发,给出了两种方法即时域等效系统法和最小二乘辨识算法,可以利用飞行记录数据来求取飞机纵向短周期等各种形式的低阶等效系统参数,其中最小二乘辨识算法还可推广到在线辨识.仿真结果表明两种算法简单可靠、精度较好,具有一定的工程应用价值.     

降阶控制器性能指标权系数设计方法

为解决低阶反馈控制高阶系统的合理性问题,利用基于闭环系统时间尺度特性分析方法,分析了控制性能指标中权系数对六阶滚转驾驶仪系统时间尺度特性的影响,讨论了原系统二阶、四阶控制对反馈状态的选取与系统当前慢模态的差别,对不同控制的控制性能进行了仿真对比.结果表明:只有通过设计控制性能指标中的权系数,使得反馈状态变量完全包含当前系统慢模态时,对系统的降阶控制才能达到控制性能要求.     

空-空导弹u综合控制降阶与算法

针对新型空一空导弹中μ综合方法设计的控制器受到弹载处理器的计算能力等约束,呈现高阶、刚性、病态坏条件等问题,提出了一种收敛性更强的“隐式欧拉加外推”算法。通过对比平衡截断法和Hankel范数逼近法对控制器进行降阶优化处理,对比降阶效果进行偏差估计,分析降阶前后与降阶方法差异导致的闭环系统鲁棒性,证明Hankel范数逼近方法在降阶效果和性能保持能力方面更佳。并根据刚性特征,提出了一种“隐式欧拉加外推”算法。仿真分析和测试数据表明：该算法相对其他ODE差分格式有显著的收敛性,单步运算速度仅2ms,满足实时性要求。     

非线性磁悬浮系统的稳定性分析

非线性磁悬浮系统的稳定性分析,通过电磁铁动力学和电磁线图的电压平衡方程,建立磁悬浮系统基本模型.求出系统奇点后,通过系统线性展开求出系统矩阵.用PD控制外加电流反馈量,将控制规律带入系统模型方程组求出矩阵的特征方程,由劳斯判据得知非线性系统稳定的位置反馈系数及取值范围.     

专家整定PID控制系统

专家系统对PID控制参数的整定过程包括系统控制性能判别、过程相应曲线特征识别、控制参数调整量确定及PID参数修改等.先启动特征识别程序,获得控制系统当前控制状态的描述.据状态描述,确定PID控制参数的调整方向和调整量.最后是整定,推理求解后的参数经认可后,改变PID控制参数,获得期望的效果.     

软质管线收卷机构PI D控制研究

为使软质管线收卷机构在受到负载力矩扰动的情况下收卷机构的控制系统拥有良好的瞬态与稳态性能,采用PID控制器对控制系统进行调整。用传递函数的方法建立控制系统的模型并采用根轨迹法对PID控制器参数进行分析优化。同时用Simulink建模的方法建立控制系统的模型并采用正交试验法则对PID控制器参数进行优化;计算结果表明：传递函数建模根轨迹法分析的优化结果与Simulink建模正交试验法分析的优化结果比较吻合,传递函数模型与Simulink模型得到相互印证。根轨迹分析法的结果为正交试验法的分析提供了初始的水平数取值范围。正交试验法的分析结果为进一步试验分析指明了方向。两种优化方法的综合运用使PID控制器参数的优化效果得到提高。     

模糊PID在某导弹触发引信测试系统中的应用

文中在PID控制器的基础上。以误差和误差变化率为输入，利用模糊推理的方法实现了PID参数的在线自动整定。并且在MATLAB下对某导弹触发引信测试系统稳态精度和抗干扰性方面进行了研究，仿真结果表明。参数自整定模糊PID控制优于常规PID控制。具有良好的稳态精度和自适应能力，使系统抗干扰能力提高了20％左右。     

基于差分进化算法的自行高炮随动系统PID参数整定

针对传统PID参数整定效率低且无法考虑构件间力元等因素对参数整定的影响问题,建立随动系统机电联合仿真模型,利用智能优化算法整定PID参数.建立了考虑行进间车体姿态扰动的随动控制系统模型,并结合上装虚拟样机建立随动系统的机电联合仿真模型,采用实车试验方法验证联合仿真模型的正确性.在此基础上,以时间乘以误差绝对值积分为优化...     

基于RBF神经网络整定的PID控制器设计

对工业控制领域中非线性系统,采用传统PID控制不能获得满意的控制效果。采用基于梯度下降算法优化RBF神经网络,构建其模型,进而编写M语言程序。以整定PID控制器的参数,使系统输出近似跟踪输入。该方法只需给出粗略的PID控制参数,系统的性能依靠神经网络寻优调整,从而可有效地解决经典PID控制方法中控制参数整定困难的问题,且可克服由PID控制参数整定不准给系统带来的不良影响。     

Design of PID Controllers of Anti-aircraft Artillery Servo System with Multiple Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative(PID) controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specifications based on a particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.     

Design of PID Controllers System with Multiple of Anti-aircraft Artillery Servo Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative（PID） controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specificauons based on a particle swarm optimization （PSO） algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.     

鱼雷PMBLDCM在线智能PID控制器建模与仿真

针对应用于新型鱼雷武器中的永磁无刷直流电机（PMBLDCM）转矩脉动较大引起的噪声和振动等问题,设计了离线训练与在线训练相结合的智能比例积分微分（PID）控制器。首先,通过分析被控对象负载扰动大的特点,利用人工神经网络建立了自校正调节器,将其与传统的PID控制器相结合,通过在线调节PID参数以达到最优的控制效果;其次,在Simulink中搭建了在线智能PID控制系统模型并进行了仿真试验。仿真结果表明,在线智能PID控制器具有较好的适应性和鲁棒性,系统具有良好的动态响应性能。     

基于LABVIEW 的坦克炮伺服控制系统测试平台研究

针对坦克炮伺服控制系统中存在环境干扰、被控对象内部参数不确定性的问题,研发了一套坦克炮伺服控制测试平台.描述了该测试平台的工作原理和系统结构,设计以火控计算机、数据采集卡为系统核心的电流环、速度环、位置环三闭环控制系统,采用神经网络PID控制算法对参数进行实时整定,利用LABVIEW软件实现上位机的数据采集、各模块通信与神经网络PID控制,并进行了测试实验.实验结果表明:该测试平台能满足坦克炮伺服控制系统测试要求.该系统具有较强的适应性和鲁棒性.