直流电动机调速控制系统的仿真研究

研究直流调速系统控制性能优化问题,直流调速系统是一种具有时变性和非线性的复杂控制系统,无法建立精确数学模型,传统PID控制的控制效果依赖于被控对象的精确数学模型,传统PID无法动态适应直流调速系统,难以获得较高的控制精度.SVM具有非线性控制能力,不需要建立精确的直流调速系统数学模型就可以进行精确逼近,为提高了直流调速系统控制精度,提出一种支持向量机和传统PID相结合的直流调速系统控制方法(SVM-PID).通过支持向量机对传统PID控制器3个参数进行在线整定,使PID控制器能够适应直流调速系统非线性变化,从而实现对适应直流调速系统精确控制,最后采用仿真验证SVM-PID性能.仿真结果表明,SVM-PID较好的克服了传统PID控制器存在的不足,提高了系统的抗干扰能力,减小了系统的超调量,为提高控制系统的性能提供了依据.     

交直流并联输电系统的非线性鲁棒控制

针对含有常参数不确定性的交直流输电系统，使用自适应逆推方法设计了直流系统的非线性鲁棒控制器，基于该方法的设计，无需对原系统进行反馈线性化，并能保证闭环误差系统的渐近稳定，设计过程表明逆推方法设计的控制器拥有更优越的性能。     

交直流并联输电系统的非线性鲁棒控制

针对含有常参数不确定性的交直流输电系统,使用自适应逆推方法设计了直流系统的非线性鲁棒控制器.基于该方法的设计,无需对原系统进行反馈线性化,并能保证闭环误差系统渐近稳定.设计过程表明逆推方法设计的控制器拥有更优越的性能.     

基于逆系统方法的综放工作面控制系统的模糊控制器

对逆系统方法作为反馈线性化方法及其非线性本质进行深入的研究后,认知到逆系统方法建立的模糊控制器是一种变增益的非线性控制器,它与PID控制器有许多相似之处,进而设计出模糊PID复合控制器。模糊PID控制器在综放工作面中的应用的关键是模糊控制器的各个参数的整定。因此,我们用传统的方法首先设计一个PID控制器,在稳定时使模糊PID控制器的参数与PID控制器的对应参数相等,逐步调节、修改各个参数,从而可以得出模糊PID控制器的参数,模糊PID控制器在煤矿综放工作面上运用的结果令人满意。     

基于神经网络逆控制的水轮机调节系统

根据神经网络对非线性系统模型的辨识能力,将其与自适应逆控制相结合,对水轮发电机组的逆模型进行建模,构建一种新的水轮机调节系统。该方案以逆系统以及系统辨识理论为基础,以水轮发电机组作为被控对象,分别针对其频率和负荷扰动,建立神经网络在线逆控制器,对系统进行调控,并将仿真结果与传统PID控制进行比较。从仿真结果可以看出,所提的控制方案能够实现对水轮发电机组的有效控制,使系统具有较好的动态性能和鲁棒性。     

新型模糊PID控制及在HVAC系统的应用

为了推广模糊控制器在非线性系统中的应用,提出一种利用PID控制器的参数优化和调节模糊控制器的新型设计方法.通过模糊控制器的结构分析建立与PID控制之间的精确解析关系之后提出基于PID控制增益因子的模糊控制器设计算法,然后利用改进的变论域思想进一步优化模糊控制器设计参数.将其应用于暖通空调(HVAC)系统的节能控制中并与常规PID控制器相比较,仿真和实验结果表明这种模糊控制器具有超调量小、跟踪迅速、鲁棒性强等优越的控制性能.     

模糊控制器实现的直流双闭环调速系统

本文探讨模糊控制方法在直流调速系统中应用的可行性。针对传统的PID控制与模糊控制所存在的缺点,提出将PID／模糊控制器应用到直流调速系统中,并通过MATLAB语言对这三种直流调速系统进行了仿真分析。     

基于小波网络的非线性内模控制

针对非线性内模控制结构,给出了小波网络逼近系统正、逆模型的充分条件的实现方法。在内模控制结构中引入PID补偿控制,改进了内模控制器的性质。仿真结果表明,小波网络用于非线性内模控制是有效的,内模＋PID控制较单一内模控制具有更快速和平稳的跟踪性能。     

基于自适应模糊PID控制器的非线性系统仿真

对于缺乏精确模型的过程或参数时变的滞后过程,传统PID控制难以达到良好的控制效果.普通模糊控制能够对一些非线性系统进行控制,并不需被控对象精确的数学模型,但是模糊控制难以消除系统的静态误差.针对复杂的非线性系统,设计了自适应模糊PID控制器.该控制器将模糊控制的动态性能好的优点和PID控制的稳态精度高的优点结合起来,采用模糊控制与PID控制分段控制策略,当偏差大于某一阈值时,采用模糊推理的方法调整系统的控制量,当偏差小于某一阈值时,切换到PID控制以消除系统的静态误差,较好地克服了传统PID控制和普通模糊控制所存在的主要问题.通过仿真实验分析,证明了该控制方法的有效性.     

飞航导弹自动驾驶仪系统控制方案研究

为了克服飞航导弹运动过程中的非线性、时变性和不确定性对自动驾驶仪系统性能的不良影响,进一步提高导弹的飞行质量,对自动驾驶仪系统及其采用的控制方案进行了研究;首先对系统的整体结构进行了分析,然后在介绍经典PID方案的基础上,分别采用模糊自调整PID方案和神经网络自适应PID方案设计了导弹姿态运动控制器,最后进行了仿真实验;仿真结果的对比展示了所设计控制器良好的品质,验证了将模糊控制和神经网络应用于飞航导弹自动控制中的可行性和有效性,为其它非线性控制理论与导弹传统控制相结合以进一步提高导弹控制系统的性能奠定了基础。     

静止无功发生器的微分几何变结构控制方法

根据静止无功发生器(SVG)数学模型的非线性特性,提出了微分几何变结构控制方法,运用微分几何精确线性化理论,把非线性系统转化成了一个线性系统,在此基础上应用非线性变结构控制理论进行设计控制器。结果表明,微分几何变结构控制方法对补偿SVG的无功电流具有有效性和可行性。     

变转速风力机额定风速以上的非线性控制 ——恒功率输出控制问题

讨论了额定风速以上时变转速风力机的控制问题,系统采用基于微分几何理论下的浆距角和触发角双输入控制,变转 速风机是一个带有大范围风速的多输入产多输出 非线性系统,通过坐标变换,使非线性系统转化为一个标准的线性系统。     

基于非线性切换函数的动平衡系统控制研究

将具有非线性切换函数的滑模变结构控制方法引入到砂轮动平衡控制领域。提出了一种改善直流电动机速度控制系统动态性能的新方法,该方法基于变结构控制理论,通过引入非线性切换函数,解决了快速的动态响应和禁止超调间的矛盾要求,有效地缩短了调节时间。     

Approximate finite‐time control for a class of uncertain nonlinear systems with dynamic compensation

In this work, a new robust nonlinear feedback control method with dynamic active compensation is proposed; the active control method has been applied to an integral series of finite‐time single‐input single‐output nonlinear system with uncertainty. In further tracking the closed‐loop stability and nonlinear uncertainty, an extended state observer has been employed to solve the immeasurability and nonlinear uncertainty within a nonlinear system. A singular perturbation theory has been used to solve for the finite‐time stability of the closed‐loop system; furthermore, numerical simulations showed that the robust nonlinear feedback controller tracked the uncertainty in a nonlinear Duffing‐type oscillator and has proven the effectiveness of the approximate finite‐time control strategy proposed. By using an approximate finite‐time control approach with active compensation, the uncertainty in a nonlinear system could be accurately estimated and controlled. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

含静止同步串联补偿器的单机系统非线性综合控制器设计

本文考虑含静止同步串联补偿器(SSSC)的单机无穷大系统、汽门、励磁各变量间的相互作用建立了4阶多变量3输入3输出非线性模型, 在此模型基础上, 运用动态逆系统方法完成解耦和线性化, 构造出3个单输入单输出的伪线性系统, 并采用变结构控制理论分别设计控制器. 根据MATLAB仿真结果验证了该控制方法对发电机功角, 机端电压和传输功率这3个控制指标有很好的控制效果.     

Direct adaptive fuzzy backstepping robust control for single input and single output uncertain nonlinear systems using small-gain approach

In this paper, a direct adaptive fuzzy robust control approach is proposed for single input and single output (SISO) strict-feedback nonlinear systems with nonlinear uncertainties, unmodeled dynamics and dynamical disturbances. No prior knowledge of the boundary of the nonlinear uncertainties is required. Fuzzy logic systems are used to approximate the intermediate stabilizing functions, and a stable direct adaptive fuzzy backstepping robust control approach is developed by combining the backstepping technique with the fuzzy adaptive control theory. The stability of the closed-loop system and the convergence of the system output are proved based on the small-gain theorem. Simulation studies are conducted to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于控制系统直接方法的非线性系统预见控制器设计

针对一类非线性离散时间系统给出最优预见控制器设计方法. 首先运用非线性控制系统直接控制方法的思想, 将非线性反馈部分作为形式输入, 使得系统成为“形式上”的线性系统; 然后, 针对该线性系统, 利用最优预见控制的基本方法设计最优预见控制器; 最后, 利用形式输入与实际输入的关系得到非线性离散时间系统的最优预见控制器. 证明了如果形式线性系统满足一定的可镇定和可检测条件, 则闭环系统是渐近稳定的. 数值仿真结果表明了控制器的有效性.

     

多回路网络化控制系统中优化采样频率的确定

在多回路网络化控制系统中，通讯资源的共享和网络传输的时延为系统分析和设计带来新的问题．运用非线性规划理论，分析和推导了多回路网络化控制系统中采样频率优化问题，并由推导过程归纳出易于计算机编程实现的工程化求解方法．通过仿真示例验证了所提出方法的有效性．     

仿射非线性广义系统的变结构控制设计

利用Lyapunov稳定性理论和变结构控制方法,通过所建立的原系统的受限等价解析分解形式,研究了仿射非线性广义系统的变结构控制设计问题。在一定条件下,对系统设计了变结构控制律。所建立的研究方法,为进一步研究仿射非线性广义系统的其它问题(例如跟踪、调节等)开辟了一条新途径。     

双凸极启动/发电系统的控制策略研究

介绍了一种可以适用于航空低压直流、变速恒频、高压直流电气系统的新型双凸权启动／发电机系统(DSS／G)，首先对双凸极电机的电动及发电机理进行了理论分析，给出双凸极启动／发电机的相应控制策略，启动运行时采用恒转矩控制策略，发电运行时采用是两极发电模式。在此基础上研制了一台18kW样机，并进行了试验研究，试验结果表明双凸极电机启动／发电系统方案具有良好的性能。