多电机同步系统的解耦控制

以多变量非线性强耦合的多电机同步控制系统为研究对象，针对电流跟踪型SPWM变频器供电的感应电机系统，在磁场定向控制的d-q坐标系下，建立了两台电机系统的统一数学模型，采用非线性状态反馈控制方法，实现多电机同步系统的转子转速和皮带张力的解耦控制，利用线性系统理论分别设计了控制器，仿真结果证明了控制策略的有效性。     

基于微分几何的带钢热连轧活套解耦控制

带钢热连轧机活套系统是一个耦合的多输入多输出的非线性系统。针对活套系统的解耦控制问题,提出了基于微分几何的解耦控制方法。微分几何方法利用微分几何中的局部变换来研究系统的基本特性,是处理非线性多变量系统解耦问题的有效数学工具;建立了活套系统的数学模型,利用微分几何方法,通过非线性状态反馈对热连轧活套进行了解耦控制,并针对活套系统实例进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制算法具有较好的解耦效果,有效地提高了活套系统的控制效果。     

多变量解耦控制系统设计与仿真

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

多变量解耦控制系统设计与仿真北大核心CSCD

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。     

特征轨迹法解耦活套高度和张力控制系统

针对板带热连轧机活套高度和张力控制系统，给出一种新的多变量解耦控制策略．利用特征传递函数的轨迹来判定闭环系统的稳定性．利用失配角度曲线来检验系统的关联性．采用特征轨迹方法设计出的解耦控制器在最大程度上减弱了活套高度和张力控制系统的关联．最后，用Matlab中的系统仿真工具箱Simulink对活套多变量控制系统进行仿真实验，结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制性能．     

多变量系统模糊解耦自适应控制

对象模型难以确定的系统，采用经典控制方法难以实现解耦控制，作者应用模糊控制理论，研究了一种无需对象模型的模糊解耦自适应控制方法。本文介绍了这一方法，导出实现模糊解耦自适应控制的充要条件，并给出了仿真结果。     

多变量逆解耦自抗扰控制及其在精馏塔过程中的应用

化工生产是一类典型的多变量过程对象,该类对象具有时变性、耦合性、时滞性等特点,传统的单变量控制方法很难在此类系统中取得良好的控制效果.针对时变性,本文在假设对象模型未知的前提下,利用阶跃响应数据,研究了基于最小二乘的一阶、二阶时滞系统辨识方法.针对多变量系统存在耦合性的特点,采用逆解耦方法实现对象的解耦.再对解耦后的时滞子系统设计了自抗扰控制器.仿真实验中,以精馏塔的Wood-Berry模型和Ogunnaike-Ray模型为例,验证了算法的有效性.     

一种多变量系统的内模解耦控制设计方法

针对多变量强耦合的被控系统，提出了一种简化的内模解耦控制设计方法。其宗旨是首先根据对象的名义模型，设计常数阵预补偿器，对其进行对角优势化，进而利用补偿后的主对角线元素作为内模控制设计的内部模型，并基于此内部模型设计多通道内模控制器，同时设计了对角形滤波器。对某加热炉温度控制系统的仿真研究结果表明了该方法的有效性，控制系统具有很好的解耦能力和较强的鲁棒性。算法简单，易于实现，具有较好的工程应用价值。     

高动态临近空间飞行器的姿态自适应解耦控制

研究飞行器空间动态特性优化控制问题,高动态临近空间飞行器的姿态运动模型是一个多变量非线性时变不确定系统,由于小扰动线性化理论和系数冻结基本假设的传统三通道独立综合(设计)方法已很难适用。针对多变量非线性时变不确定系统对象的非线性设计方法来解决控制问题。提出了一种神经网络自适应反馈线性化方法,用FCMAC神经网络估计实际模型和标称模型间精确线化反馈阵的误差,修正实际系统的反馈线性化模型,有效克服了反馈线性化需要被控对象精确建模的局限性,实现了高马赫、大空域、快角度机动条件下的姿态解耦控制,并进行仿真。仿真结果表明:解耦控制系统在气动拉偏30%下超调小于7%,通道间交叉耦合小于1°,能够满足对象的控制要求。     

基于期望控制函数频率特征的解耦多变量控制

提出一种简单的解耦多变量系统比例积分微分(PID)控制器设计方法;首先,将多变量过程前馈解耦为多个独立单回路系统,利用解耦器对角环节保证解耦器的稳定性和可物理实现性;其次,针对每个已解耦单回路系统,提出同时考虑设定值跟踪、扰动抑制和鲁棒稳定性要求的期望闭环传递函数,由此得到期望控制函数,并基于期望控制函数的频率特征快速获取PID控制参数;最后,示例了解耦多变量控制器的设计过程;仿真结果表明该解耦PID设计法对一般多变量时滞过程的控制是有效的。     

一类非线性时滞系统的解耦控制

利用微分几何方法研究了一类非线性多输入多输出时滞系统的解耦问题．讨论了此类系统可解耦的充分条件，并给出了此类系统实现输入/输出间精确线性化的条件以及其标准形．文中给出了非线性时滞系统得以解耦的非线性状态反馈控制律；此状态控制律不但可以实现输出与时滞状态变量的解耦，还可以实现输出与输入间的精确线性化．而其闭环标准形的给出为此类系统实现各种控制目标带来了方便．     

基于精确线性化的MIMO双线性系统预测函数控制

针对典型多输入多输出双线性系统, 提出了基于非线性过程精确反馈解耦线性化的预测函数控制方法这是一种分层的控制策略, 首先设计一个静态的非线性状态反馈, 使得闭环系统是输入输出解耦和线性的;然后设计一组单输入单输出预测函数控制器, 下层为上层预测函数控制提供一组单输入单输出模型, 而上层预测函数控制以其固有的鲁棒性来补偿参数变化和解耦线性化的近似性, 并以纸机加压网前箱为例进行了仿真实验, 结果是令人满意的.     

基于解耦的球磨机系统动态矩阵控制

针对制粉系统球磨机的多变量强耦合特性,提出基于逆向解耦的动态矩阵控制设计方法,先将球磨机系统分解为三个单输入单输出系统,然后利用基于对象阶跃响应的动态矩阵控制算法,对解耦后的广义系统进行了仿真研究.结果表明,逆向解耦能有效地解除变量间的强耦合和大时延问题,并且动态矩阵预测控制算法控制效果明显,优于传统的PID控制,具有实时性强、计算速度快和抗干扰能力好等优点.     

一种改进的自抗扰解耦方法及其应用仿真

针对一类多入多出系统的解耦问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的动态解耦方法。将系统输入变量间的耦合作用,被控对象参数时变和外界干扰视为一个总的扰动,用ESO估计扰动并反馈到控制器进行补偿,从而实现动态解耦,对解耦后的子系统按照极点配置方法设计出控制器。采用参数动态确定法确定ESO的参数。上述动态解耦方法简化了解耦过程,放松了对系统模型精度的要求,计算量小,响应速度快,鲁棒性强。并通过对常压蒸馏塔模型进行仿真控制,并与模糊PID解耦控制方法对比,结果表明本方法有效可行。     

状态反馈鲁棒解耦控制器的设计

本文基于状态反馈解耦理论，提出一种状态反馈鲁棒解耦控制器的设计方法。将该方法应用于串联多关节机器人控制，有效地解决了机器人控制中存在的复杂的变量耦合问题。     

单向解耦及焓值控制在300MW机组协调控制系统中的应用

本文主要阐述单向解耦理论和焓值控制在大型发电机组多变量对象控制中的实际应用,并对应用结果从理论的角度进行了系统地分析。从系统能长期稳定地投入运行的结果证明:用解耦理论来分析、设计大型电站协调控制系统是提高控制水平的有力措施。     

线性定常系统的Petri网解耦控制

将Petri网与现代控制理论相结合,应用于连续系统的性能分析如可控性、可观性和稳定性等已日益普遍,但Petri网应用于系统的解耦控制研究很少.提出了广义连续自控网系统的形式化定义,描述了线性定常系统的广义连续自控网系统模型并分析了广义连续自控网系统模型与状态空间描述的等效性.基于状态反馈动态解耦的基本原理,探讨了利用Petri网模型结构实现线性定常系统解耦控制的新方法.该方法采用图的遍历算法,可有效的判断系统的可解耦性以及实现解耦控制律,避免了传统解耦控制方法中计算所需的大量矩阵运算.最后给出了两个具体的应用实例.     

多变量线性系统解耦控制算法研究

由于耦合现象的存在使得多变量被控对象的控制和分析变得非常复杂,耦合严重时甚至使原来稳定的单回路系统变得发散,无法正常运行;针对这种现象,对多变量耦合被控对象的解耦问题进行了研究,阐述了多变量线性系统基于状态反馈和输入变换的解耦控制理论,详细推导了状态反馈矩阵和输入变换矩阵的构造方法和具体计算步骤,并就此问题给出了一个具有较高实用价值的MATLAB通用程序,仿真结果验证了该程序的有效性;为多变量耦合系统的进一步设计提供了条件.     

基于PID网络的航空发动机多变量系统解耦控制

研究飞机发动机稳定性控制问题,由于航空发动机是多变量系统,各同路间存在耦合现象,影响系统稳定性能.为保证飞行可靠性,提出采用PID网络设计航空发动机多变量系统的解耦控制器.根据发动机的工作原理及变量选择的一般原则,利用改进的最小二乘法拟合建立发动机四变量小偏差状态模型,并添加动量PID网络设计航空发动机四变量系统的解耦控制器进行仿真.结果表明,建立的航空发动机四变量系统解耦控制器具有解耦性强、调节时间短、精度高等特点,满足航空发动机控制器设计的要求,为设计提供了科学依据.