基于内模控制的分数阶PID算法的稳瞄控制器

研究了分数阶PID在稳瞄系统的控制效果.为了简化分数阶PID的设计,提出一种基于内模控制的分数阶PID设计方法：利用内模原理构造一个仅含整定参数的内模PID,然后通过增加积分阶次λ与微分阶次μ,从而获得分数阶PID控制器;这3个参数可由截止频率、相位裕度和增益鲁棒性约束确定.Matlab仿真与硬件平台试验证明,该控制器相较利用同样约束条件设计的其他控制器,可以使稳瞄系统取得更好的控制性能.     

惯性稳定平台自适应分数阶参数寻优方法

稳定回路在惯性平台工作过程中起着重要的作用,其控制精度直接影响惯性器件在惯性平台系统中发挥的精度水平。传统稳定回路采用频域控制方法,存在建模不准确、抗干扰性能差、调节时间长等问题。为了提高惯性平台系统的精度和鲁棒性,采用分数阶PID控制器,并基于动态权重改进的粒子群算法对分数阶PID5个参数进行寻优。仿真试验以及半实物试验的结果表明,分数阶控制器较传统超前滞后控制器相比其稳定时间从58ms缩短至40ms,其稳态误差较传统超前滞后控制方法有明显的提高,并具有更好的动态性能、更强的鲁棒性以及抗干扰能力。     

基于跟踪微分器的自行高炮分数阶控制

针对自行高炮位置伺服系统跟踪速度要求高、射击时干扰强、跟踪精度对信号噪声敏感的特点,提出了一种基于跟踪微分器的分数阶控制律的改进方案。通过合理的假设和近似,建立了自行高炮位置伺服系统的饱和非线性模型;在此基础上设计了主令和反馈通道上的跟踪微分器,以滤除信号噪声得到工程实用的微分信号;再经由分数阶 PID 控制器得到控制量,以增加系统带宽。比较分析了设计的控制律与传统整数阶 PID 控制器在伺服跟踪和冲击力矩干扰下的控制效果。仿真结果表明,采用提出的方法能提高自行高炮响应速度和增加系统带宽,有效抑制噪声信号和外部力矩干扰。     

基于分数阶的电动伺服系统控制器设计

针对空空导弹稳定控制系统对舵机伺服控制分系统的快速性和机动性等性能的要求,为了提高舵机伺服分系统的性能,提出了一种基于分数阶的控制器设计方法。首先设计了一个参考整数阶PID,然后以整定后的整数阶PID控制器剪切频率和相角裕度为参考,利用图像法,设计了一个分数阶PD控制器。该算法简单,适于实时控制,抗干扰能力强。仿真结果表明了该算法的有效性,实现了对期望轨迹的高精度跟踪控制。     

基于分数阶控制的防空火炮伺服系统研究

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求,本文提出了一种分数阶控制器的设计方法。建立了火炮伺服系统的数学模型,分析了分数阶位置控制器结构,提出并推导了基于相位裕度、截止频率、低频段精度点、振荡度指标等约束条件来进行参数整定的分数阶控制器综合设计方法。仿真结果和实验结果表明,本文所设计的分数阶控制器使得伺服系统具有控制精度高、频带宽、鲁棒性强等显著特点,这为防空火炮伺服系统设计提供了一种新方法。     

高超声速飞行器再入分数阶PIλDμ姿态控制

针对高超声速飞行器再入过程中气动环境参数的剧烈变化,文中结合分数阶PIλDμ控制器(FOC) Tustin+CFE数字实现法的10阶近似模型,通过ITAE指标寻优整定FOC参数并应用于某型飞行器的姿态控制.Simulink仿真结果表明,FOC控制器具有比传统PID控制器更好的控制效果,并且在气动参数剧烈变化的情况下,FOC控制器具有更强的鲁棒性.     

基于分数阶控制的火炮伺服系统

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求,提出一种分数阶 PIλ控制器的设计方法。建立火炮伺服系统的数学模型,分析分数阶位置控制器结构,基于相位裕度、截止频率、低频段精度点、振荡度指标等约束条件,提出并推导了进行参数整定的分数阶控制器综合设计方法。仿真结果和实验结果表明：该分数阶控制器使得伺服系统具有控制精度高、频带宽、鲁棒性强等显著特点,为防空火炮伺服系统设计提供了一种新方法。     

基于自适应遗传算法的导弹火力优化分配

建立了导弹火力优化分配的非线性整数规划模型，并给出了模型的自适应遗传算法求解，改进的遗传操作算子较好地处理了模型的整数约束条件，直观明了，简单易行．实例在计算机上的对比仿真运行结果表明，随群体适应度自动调整的交叉概率和变异概率，加快了算法的收敛速度，显著地提高了算法的探索能力，不易陷入局部最优解．这种方法对导弹火力的优化分配有一定的参考价值．     

基于加速遗传算法的自适应PID模糊控制器设计

提出了一种基于加速遗传算法的自适应PID模糊控制器设计方法,该模糊控制器的参数自调整以系统响应的最大超调量,调整时间,及稳态误差为性能指标,利用加速遗传算法搜索模糊控制器量化因子ke1、ke2,及相应的最优初值和微调参数,进而优化PID控制器参数.该控制器用于直线一级倒立摆.结果表明该控制器与固定参数的模糊控制器相比,具有良好的动态和稳态性能.     

基于神经网络的 PMSM 分数阶积分滑模控制

为了提高永磁同步电机调速控制性能,在分数阶积分滑模控制策略的基础上,设计一种基于神经网络的 变阶次分数阶积分滑模控制策略。利用分数阶积分随时间缓慢衰减的特性来增强系统的鲁棒性,通过指数趋近律削 弱滑模面的抖振现象,分析了分数阶阶次对系统动态性能的影响,引入 RBF 神经网络对滑模面函数中的分数阶积分 阶次进行动态调节,提高了系统的综合性能。仿真结果表明：与固定阶次的分数阶积分滑模控制相比,该控制方法 有利于取得更好的动态跟踪性能和稳定精度。     

基于模型参考的电液伺服系统模糊自适应控制器

电液伺服系统的模型参考模糊自适应控制由参考模型,PID控制器和模糊自适应机构组成.参考模型产生期望的输出时频响应.模糊自适应机构根据该输出与PID控制系统输出之差及其变化率,产生模糊自适应信号,作用于系统,以保证系统的响应跟踪参考模型的输出响应.仿真表明,与传统PID控制相比,该控制器可有效抑制参数变化及负载扰动,具有较好的动态响应性能.     

基于混沌搜索的AMPSO-WNN 在交流伺服系统中的应用

为解决大功率交流伺服系统存在非线性和参数时变等不确定性的问题,提出一种混沌搜索的自适应变异 粒子群优化小波神经网络的预测模型。建立交流伺服电机数学模型,利用不同变异方法使粒子趋近于不同的搜索区 域,引入混沌优化算法改进粒子群,采用基于混沌搜索的AMPSO-WNN 算法,以提高全局收敛的概率和速度。仿 真结果表明：优化后模型的预测精度高于优化前,且改进后算法具有较强的函数逼近能力,网络性能得到了显著提 高,局部极小值问题得到了有效解决。     

基于模糊神经网络PID的机床直流调速系统

为解决PID参数的在线调整问题,针对龙门刨床的主拖动系统,提出将神经网络的模糊PID自适应控制器用于直流调速系统的方法。分析龙门刨床电气设备的组成,综合模糊控制和神经网络的长处,将神经网络、模糊逻辑和PID控制相融合,构成模糊神经网络控制器,并通过MATALAB对系统进行仿真。设计时,将模糊规则融于神经网络中,通过对神经网络的自学习、自适应能力在线调整模糊规则和隶属函数参数,对PID控制器实现在线实时调整。仿真结果表明,该系统比普通控制器具有更好的动、静态特性。     

改进型偏差耦合结构的多电机同步控制系统

为解决多电机同步控制难以满足高精度控制和比例同步控制的问题,提出一种改进型偏差耦合控制结构 系统。根据每台电机的运行状态进行速度补偿,采用模糊PID 控制器替换固定增益,结合速度补偿模块结构原理, 对速度控制器进行改进,建立永磁同步电动机的控制仿真模型,并对3 台电机改进偏差耦合控制进行仿真分析。仿 真结果表明：与传统的固定增益控制策略相比,该改进型控制系统的自适应模糊PID 控制策略具有更高的同步稳定性。     

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.     

虚假数据注入攻击下的自适应补偿控制

针对信息物理系统的虚假数据注入、执行器受到攻击问题,提出系统执行器在受到常值虚假数据注入攻击与有界时变虚假数据注入攻击时的自适应补偿控制器设计方法。自适应补偿控制算法应用于虚假数据注入攻击中,所设计的自适应律具有收敛速度快、估计参数准确等优点。该补偿控制算法能够基本上补偿虚假数据注入攻击产生的影响,可以证明最终闭环系统的所有信号是有界的并且系统状态能够渐近收敛到0. 仿真实例验证了状态反馈自适应补偿控制器的有效性。     

无级变速鱼雷的自适应滑模控制研究

为了解决无级变速鱼雷由于速度的大范围变化给其精确控制带来的困难,该文将具有理想鲁棒性的滑模控制与自适应控制结合起来,设计出自适应滑模控制器,从而实现了无级变速鱼雷纵向、侧向和轴向的精确控制。仿真结果表明,该控制器可适应鱼雷20~55 kn速度的大范围变化,并对参数不确定性和未建模动态具有较强的鲁棒性。     

自适应遗传PID控制算法在球杆系统中的应用

设计基于遗传算法的自适应PID控制器,建立球杆系统机械部分模型、角度模型和电机模型,得到整个球杆系统的数学模型;通过在线整定控制器参数,提高球杆系统的控制性能。仿真实验结果证明了自适应遗传PID控制效果良好,适应能力较强,具有算法简单、参数整定容易等。