基于扰动观测器的直线电机速度系统预测函数控制

针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测函数控制器,建立带有干扰信息的预测模型,从而优化控制方法,提高伺服系统的控制效果。仿真结果表明,采用该复合控制方法设计的扰动观测器和预测函数控制器能够有效抑制扰动,满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现伺服系统的有效控制。     

基于模糊预测函数的直线伺服系统的速度控制

针对永磁直线同步电机伺服系统存在非线性、强耦合、参数时变等特点,提出了一种新型的模糊预测函数控制方法。它将预测函数控制和具有参数自调整的模糊控制进行综合来共同控制直线同步电机伺服系统,并且根据控制系统的速度偏差和偏差变化率,利用放大倍数对模糊控制器的参数进行在线修改。仿真结果表明,采用该控制方法设计的控制器满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现复杂系统的有效控制。     

基于预测函数控制和扰动观测器的永磁同步电机速度控制

设计了基于预测函数控制的速度控制器,以减小永磁同步电机的转矩波动,提高电机的转速控制精度。针对因外部扰动因素引起的控制器跟踪性能下降问题,设计了基于预测函数控制和扰动观测器的双环控制器;通过扰动观测器估计系统扰动,并据此产生转矩电流补偿量对控制量进行前馈修正,从而实现扰动的抑制。实验结果显示：当电机从静止跟踪到设定600 r/min转速时,系统没有超调,稳态精度为2 r/min;当电机以600 r/min稳速运行并加入1.6 N·m的转矩扰动时,转速最大波动为5 r/min。与传统的PI控制算法相比,所设计的控制器使转速波动减小了4.2% 。仿真分析和实验数据表明：基于预测函数控制和干扰观测器的控制器能够有效地抑制扰动,提高系统转速跟踪精度。     

直接驱动系统的干扰自适应滑模控制

针对直线进给驱动系统设计了一种干扰自适应离散滑模控制器(DADSC)。通过测量电机输出力和被测结构模态的主动阻尼对干扰力进行了预测,并将控制律表示成为干扰力的函数。干扰力的精确预测被用来主动补偿控制器带宽范围内机床结构模态的低频部分。与传统的级联控制器(CC)相比,所设计的DADSC算法不仅具有较大的控制带宽,较强的抗干扰性和鲁棒性,而且显著提高了直接驱动系统的动态刚度。     

带ESO的ANFTSMC控制PMSM的新型MPTC无传感器控制策略

针对电动汽车中永磁同步电机传统控制策略对电机控制性能差的问题,提出了一种新型的自适应非奇异快速终端滑模模型预测转矩控制策略.设计了新型自适应指数趋近率,用性质更佳的双曲正切函数tanh()替换传统的切换函数sgn(),并构造了带ESO扰动观测的新型ANFTSMC作为系统转速控制器,消弱了抖振,提高了系统鲁棒性.为实现调速系统的无传感器控制,构造了基于tanh(Fal)的ESO转速观测器.与传统基于Fal函数的ESO相比,观测误差较小,观测精度较高.同时,针对预测转矩控制策略,提出了新型的目标函数构造方法,避免了权重系数的设计,并对传统电压矢量选择方法进行了改进与优化,减少了算法的计算量,结合所设计的新型控制器可有效提高系统的快速性,增加算法的实用性.     

基于时域的分数阶PID预测函数励磁控制器

为了提高电力系统的稳定性,将分数阶PID算法与预测函数算法相结合,提出了一种新型的基于时域的分数阶PID预测函数励磁控制器的设计方法.该算法不仅具有分数阶PID静态误差小、上升速度快以及预测函数算法超调小、调节时间短的优点,还克服了分数阶PID调节时间长和预测函数算法静态误差大的缺点,同时还比预测函数算法多出了5个可调参数,设计更加灵活.研究结果表明该算法不仅能有效地解决机端电压偏移问题,还能有效地抑制电网低频振荡,为电力系统稳定性控制提供了一种新型有效的方法.     

基于预测函数控制的电力系统励磁控制

励磁控制系统是同步发电机中重要的组成部分,其性能好坏直接影响电力系统运行的可靠性和稳定性。预测函数控制(PFC)是在预测控制原理的基础上发展起来的一种控制方法,相对而言,PFC拥有算法简便、在线计算量小等特点,且跟踪速度快。将预测函数控制算法用于同步发电机励磁系统中,通过MATLAB仿真,并与PID控制器的仿真进行比较,可以看出预测函数控制有更好的控制效果。,     

全电式炮控非线性系统模型预测控制器设计

全电式炮控系统是一个强非线性的复杂控制对象,由于存在摩擦力矩、参数摄动等不确定内部因素,常规控制算法难于对其实现精确控制。针对提高全电式炮控非线性系统控制的性能,本文提出了一种基于模型预测控制的全电式炮控系统控制方法,并把菌群优化算法应用到非线性系统模型预测控制器设计。通过对控制目标的分析,将输入受限的非线性预测控制器设计问题转化为控制器参数寻优问题,并利用菌群优化算法来对参数进行寻优,提高了系统控制性能。文中对算法的稳定性进行了分析,并通过全电式炮控非线性系统实例对算法进行了验证。结果证明了算法的有效性和可行性,为全电式炮控非线性系统模型预测控制器的设计提供了一种有效的途径。     

基于RBF网络的大滞后系统自适应预测PID控制器

针对大滞后系统滞后时间长,难以控制的特点,提出一种基于RBF网络的自适应预测P ID控制器。该控制器利用超前预测克服时滞,并采用基于RBF网络的P ID控制器在线调整控制器参数,从而控制系统的输出。应用该控制方法对大滞后一阶和二阶环节进行了仿真研究,结果表明该方法具有较快的系统响应,较强的自适应性和鲁棒性,控制设计简单等特点。     

基于模型预测控制的智能网联汽车路径跟踪控制器设计

为解决智能车辆的自主转向问题,提高车辆在高速运动过程中的转向精度和稳定性,在智能网联汽车的背景下,从路径跟踪控制出发,提出一种变参数的智能网联汽车路径跟踪控制方法。该方法基于模型预测控制原理,设计了一种智能网联汽车的路径跟踪控制器。该方法先以3自由度模型的车辆模型为控制系统;对系统进行线性化后,确定系统的二次型目标函数,并依据函数形式确定矩阵形式;然后,在Carsim和Matlab/Simulink平台上进行离线仿真,确定各个典型工况下适用于该路径跟踪控制器的仿真参数;最后实现系统可根据由车联网获得车辆实际所处道路形状和实际车速选择合适的路径跟踪控制器的控制参数,完成智能网联汽车的自动转向。仿真结果表明该控制器相对于固定控制参数的控制器具有更好的控制效果,可控制车辆以较高车速行驶时达到较高跟踪精度和行驶稳定性。     

一种新颖单相Boost功率因数校正器的研究

传统的Boost功率因数校正系统中开关损耗和系统EMI较大,针对该问题本文采用ZVT-PWM电路拓扑来减少系统损耗和EMI,在分析Boost ZVT-PWM电路工作原理基础上,根据DSP控制器特点给出了基于DSP的驱动控制方法,验证了适合数字化控制的功率因数校正算法,完成直流变换和PFC的闭环控制,实验表明主开关管在零电压下开通,减少了开关损耗;相对于单BOOST变换器双回路变换器降低单个变换器传递功率,具有较强的抗干扰性和实用参考价值。     

Predictive functional control for active queue management in congested TCP/IP networks

Predictive functional control (PFC) as a new active queue management (AQM) method in dynamic TCP networks supporting explicit congestion notification (ECN) is proposed. The ability of the controller in handling system delay along with its simplicity and low computational load makes PFC a privileged AQM method in the high speed networks. Besides, considering the disturbance term (which represents model/process mismatches, external disturbances, and existing noise) in the control formulation adds some level of robustness into the PFC-AQM controller. This is an important and desired property in the control of dynamically-varying computer networks. In this paper, the controller is designed based on a small signal linearized fluid-flow model of the TCP/AQM networks. Then, closed-loop transfer function representation of the system is derived to analyze the robustness with respect to the network and controller parameters. The analytical as well as the packet-level ns-2 simulation results show the out-performance of the developed controller for both queue regulation and resource utilization. Fast response, low queue fluctuations (and consequently low delay jitter), high link utilization, good disturbance rejection, scalability, and low packet marking probability are other features of the developed method with respect to other well-known AQM methods such as RED, PI, and REM which are also simulated for comparison.     

模糊自适应PID在高空模拟舱中压力控制的应用研究

针对高空环境模拟舱压力控制系统变参数、强干扰、大惯性、强耦合等特点,将模糊控制与自适应PID控制结合起来,设计了模糊自适应PID控制器。利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,进一步完善PID控制器的性能,提高系统的控制精度。仿真结果表明该方法的控制效果优于常规的PID控制,并消除了模糊控制稳态误差较大的缺点,具有响应时间短、控制精度高、稳定性好等优点,有较好的工程应用前景。     

Design of a new PID controller using predictive functional control optimization for chamber pressure in a coke furnace

An improved proportional-integral-derivative (PID) controller based on predictive functional control (PFC) is proposed and tested on the chamber pressure in an industrial coke furnace. The proposed design is motivated by the fact that PID controllers for industrial processes with time delay may not achieve the desired control performance because of the unavoidable model/plant mismatches, while model predictive control (MPC) is suitable for such situations. In this paper, PID control and PFC algorithm are combined to form a new PID controller that has the basic characteristic of PFC algorithm and at the same time, the simple structure of traditional PID controller. The proposed controller was tested in terms of set-point tracking and disturbance rejection, where the obtained results showed that the proposed controller had the better ensemble performance compared with traditional PID controllers.     

Unity power factor Converter based on a Fuzzy controller and Predictive Input Current

This paper proposes analysis and control of a single-phase power factor corrector (PFC). The proposed control is capable of achieving a unity power factor for each DC link voltage or load fluctuation. The method under study is composed of two intelligent approaches, a fuzzy logic controller to ensure an output voltage at a suitable value and predictive current control. The fuzzy controller is used with minimum rules to attain a low cost. The method is verified and discussed through simulation on the MATLAB/Simulink platform. It presents high dynamic performance under various parameter changes. Moreover, in order to examine and evaluate the method in real-time, a test bench is built using dSPACE 1104. The implantation of the proposed method is very easy and flexible and allows for operation under parameter variations. Additionally, the obtained results are very significant.     

基于Fuzzy-PID的水泥窑分解炉温控系统设计及仿真

对非线性大滞后等特殊的系统,存在常规PID控制器控制效果不甚理想的问题,为此针对淮南某厂水泥窑分解炉温度控制系统,提出了一种Fuzzy-PID复合控制策略。阐述了复合控制器和温控系统的设计,并且给出了软件流程和matlab仿真模型。计算机仿真试验结果表明该控制系统响应速度快,稳定可靠,控制精度高,能满足生产工艺要求,控制效果优于传统的PID控制。     

基于离合器转向的AGV及路径跟踪控制器设计

介绍了一种基于离合器转向的新型AGV的总体结构、转向控制方式、路径跟踪控制系统硬件组成和控制软件流程；分析了转向力矩的形成原理；研究了用于路径跟踪的增量式PID控制器设计方法，确定了输入量和控制器算法，试验选择了控制器参数。     

Adaptive fuzzy prescribed performance control for MIMO nonlinear systems with unknown control direction and unknown dead-zone inputs

In this study, an adaptive fuzzy prescribed performance control approach is developed for a class of uncertain multi-input and multi-output (MIMO) nonlinear systems with unknown control direction and unknown dead-zone inputs. The properties of symmetric matrix are exploited to design adaptive fuzzy prescribed performance controller, and a Nussbaum-type function is incorporated in the controller to estimate the unknown control direction. This method has two prominent advantages: it does not require the priori knowledge of control direction and only three parameters need to be updated on-line for this MIMO systems. It is proved that all the signals in the resulting closed-loop system are bounded and that the tracking errors converge to a small residual set with the prescribed performance bounds. The effectiveness of the proposed approach is validated by simulation results.     

仪用模糊神经网络PID控制器的研究

针对仪用控制器的特点,本文提出了一种实用的仪用模糊神经网络ＰＩＤ控制器闭环设计方法,研制了模糊神经网络控制器设计开发软件,进行了大量的不同工业背景的计算机仿真,得出的控制器参数（网络权值,网络阀值）由单片机控制系统实现。实验表明：该方法在被控对象输出特性和Ｄ／Ａ输出给执行器的动作特性上都具有令人满意的曲线效果。同时亦证明这是一种实现仪器仪表智能化的有效方法。     

模糊自适应整定PID控制及其仿真研究

针对传统PID控制器存在的问题，设计了一种模糊自适应整定PID控制器，利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定，进一步完善了PID控制器的性能，提高了系统的控制精度。仿真结果表明，该控制器明显地改善了控制系统的动态性能，便于工程应用。