基于跟踪微分器的非线性PID控制器设计

文章介绍了基于跟踪微分器的非线性PID控制系统,并做癌算法仿真。仿真结果表明,跟踪微分器具有较好的滤波特性,并且基于跟踪微分器的非线性PID控制器,在噪声扰动下,体现了较强的抗噪声能力,并可无超调的跟踪原始信号。     

基于微分几何理论的直流微电网控制策略研究

目前微电网逆变器控制采用最多的是非线性下垂控制,下垂控制使微电网具有调频功能,但是这种调频是一次调频,不能做到无差调频,在微电网运行中也有不足,不利于电力系统稳定运行。针对非线性控制的缺点,以直流微电网的简化等效模型为研究对象,将传统的微电网非线性控制系统转化为线性控制系统,利用微分几何原理建立等效模型的仿射非线性系统,采取基于鲁棒控制的μ综合方法,建立合理的控制器K,得到系统的非线性鲁棒控制器,Simulink仿真结果表明,当系统的外界参数发生改变时,系统动态稳定性能良好。     

基于dSPACE的开关磁阻电机模糊控制系统

由于开关磁阻电机存在很强的非线性,为了保证调速系统具有较好的动、静态性能,文中设计了一种复合模糊控制器代替比例积分微分PID控制。采用dSPACE实时仿真环境生成控制器C代码。实时系统具有与实际系统的硬件接口,与电机系统直接相连,构成快速控制原型系统,并对控制参数进行了在线调参。实验结果表明,采用dSPACE平台可以快速完成对SRM控制系统的研究和开发,为电气传动控制系统的设计和开发提供了一种新的思路。     

基于非线性观测器的永磁同步电机无传感器控制

为实现永磁同步电机(PMSM)无传感器控制,设计一种对两相静止坐标系下的PMSM模型进行状态重构的非线性观测器来估计转子位置和速度。设计的非线性观测器中不含转速,可使转速变化对观测器性能基本无影响,从而提高了观测精确度。采用基于积分切换的滑模变结构控制器代替了传统的比例-积分-微分(PID)控制中转速环,增强了电机控制系统对自身某些参数变化和外界扰动的鲁棒性。仿真结果证明,所设计的非线性观测器具有较高的观测精确度,控制系统具有良好的动静态性能。     

一种基于神经网络的自适应非线性自动舵

针对仅航向角可测量的船舶航向控制系统,提出一种基于神经网络的自适应非线性航向控制器.首先采用神经网络在线逼近系统中的未知项,并设计滑模观测器在线估计艏摇角速度;然后基于动态面控制思想设计非线性观测器-控制器.利用Lyapunov方法证明了误差变量是一致最终有界的.以某自航船模为例仿真,结果表明所提方法鲁棒性好,且操舵合理.     

自抗扰控制器的分析及设计

自抗扰控制器是利用非线性控制理论而设计的新型控制器.这种控制器不依赖被控对象的精确数学模型,采用跟踪微分器处理参考输入,扩张状态观测器估计系统状态、模型和外扰,非线性状态误差反馈组合,能够实现对被控对象的良好控制.本文总结了自抗扰控制器的调节规律,解决了自抗扰控制器参数难以整定的问题.仿真证明,这种控制器对被控系统具有较强的快速性、适应性和鲁棒性,具有很高的工程实用价值.     

基于α阶逆解耦的多变量内模控制系统研究

由于工业过程控制中存在大时滞现象,使得单变量内模控制难以获得有效的控制,而多变量内模控制成为一种较好的控制策略。文中简单介绍了多变量内模控制的原理,分别基于主回路为控制对象、V规范解耦的原则和α阶逆解耦进行内模控制器的设计,阐述了各个控制器的主要思想及其设计的具体方法。通过仿真比较模型匹配与模型失配下的内模控制输出仿真图。由仿真结果可以得出,基于V规范解耦的内模控制器具有较好的控制效果,但是解耦效果存在缺陷,针对非线性系统提出的基于α阶逆解耦的内模控制系统具有较好的解耦和控制效果。     

跨音速飞行状态下的一种智能控制方法

讨论了跨音速段飞行状态下复杂的气动特性及其影响,为解决飞机飞行过程中纵向按速度静不稳定这一主要矛盾,设计了一种模糊神经网络控制器,控制器以角度跟踪误差及其微分信号为输入来控制相应的控制舵面,实现对姿态的跟踪控制;以速度跟踪误差及其微分信号为输入来控制油门的偏转,实现对速度的跟踪控制.在此基础上,进一步利用遗传算法对模糊神经网络控制器进行了优化设计,并给出了遗传算法各个参数的选取原则.仿真结果也验证了所设计的控制系统具有良好的性能.     

基于非线性PID的异步电机矢量控制方法研究

异步电机矢量控制系统中速度环传统PID的控制性能受系统参数变化及各种不确定影响较大,且易导致系统的超调量和快速性之间的矛盾。针对这一问题,采用了一种基于二阶跟踪微分器的非线性PID控制器的来改善速度环的控制性能。仿真结果表明,非线性PID控制响应快、超调小,控制精度高,具有一定的自适应性和鲁棒性。     

基于直接反馈线性的永磁同化步电机直接转矩控制

文中应用一种基于直接反馈线性化（DFL）理论的非线性控制方法．通过对系统输出变量进行李微分,得到反馈线性化所需的坐标变换和非线性系统状态反馈．实现了永磁同步电机系统的输入输出线性化．并将原系统分解为两个线性子系统：转速线性子系统和励磁电流线性子系统,实现了系统的解耦。仿真结果表明：基于直接反馈线性化解耦的永磁同步电机直接转矩控制系统具有较好的速度跟踪性能并提高了系统对电流扰动的鲁棒性。     

执行器带未知不对称死区的一类仿射非线性系统的 神经网络自适应控制器的设计

 本文针对一类执行器带未知死区的仿射非线性系统,提出了一种新型的神经网络自适应控制器的设计方法,该方法首先引入一个神经网络来估计对象的部分未知非线性动态行为,再基于隐函数定理构造另一个静态神经网络作为新型补偿器以补偿执行器的未知不对称的死区非线性.本文利用Lyapunov理论在给出光滑的控制律的同时严格证明了整个闭环系统的跟踪误差以及各个神经网络权参数的一致最终有界性,而且通过调节设计参数可以使系统的跟踪误差收敛到零附近的一个小邻域内.本文提出的控制方案可以保证对象在线稳定地跟踪任何光滑的目标轨迹,仿真研究表明了此控制方案的可行性和有效性.     

非线性时变互感的通用伴随电路模型

本文基于电路理论和数值积分的基本原理，导出了非线性变互感关于任何隐式积分算法和Ｎ－Ｒ算法的通用伴随电路模型，讨论了这种模型在含非线性时变互风络瞬态分析过程中的应用，并给出了非线性时变ＲＬＣＭ网络瞬态分析的程序流程的一个典型的实例。     

A Versatile Time-Domain Approach to Simulate Oscillators in RF Circuits

This paper presents a versatile simulation technique for the time-domain analysis of RF oscillators. The method blends the superior accuracy and robustness of implicit Runge–Kutta integration formulas with the high efficiency of a particular envelope-following technique. The method can be applied to study both transient and steady-state responses of autonomous and nonautonomous circuits and can also be applied to the case of harsh nonlinear oscillator topologies.      

Reliability Optimization by 0-1 Programming for a System with Several Failure Modes

Mathematical models for reliability of a redundant system with two classes of failure modes are usually formulated as a nonlinear integer programming (NIP) problem. This paper reformulates the NIP problem into a 0-1 linear programming (ZOLP) problem and a one-to-one correspondence is shown between this NIP problem and the ZOLP problem. A NIP example treated by Tillman is formulated into a ZOLP problem and optimal solutions, identical to Tillman's are obtained by an implicit enumeration method. Calculating the new coefficients of the objective function and the constraints in the ZOLP are straight forward. There are not many constraints or variables in the proposed ZOLP. Consequently, the computation (CPU) time is less.     

Progress on a general numerical method for nonlinear higher index DAEs II

A method has been proposed for numerically solving lower dimensional, nonlinear, higher index differential algebraic equations for which more classical methods such as backward differentiation or implicit Runge-Kutta may not be appropriate. This method is based on solving nonlinear DAE derivative arrays. This paper discusses progress on the implementation of this method, resolves some of the issues involved, and lists some remaining problems. Computational experience on two prescribed path control problems is presented showing that the approach should prove practical for many applications.Research supported in part by the U.S. Army Research Office under DAALO3-89-D-0003, and the National Science Foundation under ECS-9012909 and DMS-9003401.     

Fast beam propagation method for the analysis of second-ordernonlinear phenomena

We adopt an implicit scheme to solve both the dispersive/diffractive and the nonlinear step in the beam propagation method (BPM) code. Unlike the Runge-Kutta implementation used in the nonlinear part of the propagation, the totally implicit scheme is considerably fast. Transparent boundary conditions can be also applied to effectively treat radiation problems. To validate the method, numerical examples are given and results compared with analytical solutions     

A multigrid method for solution of the diffusion equation in VLSI process modeling

If an implicit time discretization method is used for the diffusion equation, a large equation system has to be solved. In this work, a ν-cycle multigrid method was employed for this purpose. It can be easily applied to any 9-point approximation for nonlinear second-order differential operators, requires no iteration parameters, and can compete with other fast solvers [7]. The storage needed is 6 times the number of grid points.     

Decomposition Based Newton Iterative Identification Method for a Hammerstein Nonlinear FIR System with ARMA Noise

This paper derives a Newton iterative algorithm for identifying a Hammerstein nonlinear FIR system with ARMA noise (i.e., Hammerstein nonlinear controlled autoregressive moving average system). This method decomposes a Hammerstein nonlinear system into two subsystems using the hierarchical identification principle, estimating the parameters of the system directly without using the over-parameterization method. The simulation results show that the proposed algorithm is effective.     

具有非线性不确定性时滞系统控制算法的研究

在系统具有时滞性和非线性不确定因素的情况下,为保持Smith预估器与被控对象的一致性,运用非线性PI控制器,消除系统中不确定因素的影响。通过仿真试验,证明Smith预估器和非线性PI控制器算法的结合,可以使具有非线性不确定性的时滞系统达到理想的控制目标。     

基于核的正交局部保持投影的人脸识别

针对发掘人脸图像中的高维非线性结构,本文将加核及向量间相互正交两种思想同时引入局部保留投影算法中,提出了一种新的基于核的正交局部保持投影(Kernel based Orthogonal Locality Preserving Projections, KOLPP)的非线性子空间人脸识别算法并给出了其推导过程。该算法首先利用核的方法提取人脸图像中的非线性信息,并将其投影在一个高维非线性空间,在保证各向量正交的同时,通过局部保持投影算法做一线性映射,从而更好地提取人脸非线性局部邻域结构特征。在ORL和Yale人脸库上的试验证明了该文所提算法的有效性。