基于模糊PI混合控制的自主水下航行器推进系统

对转永磁无刷直流电机驱动对转螺旋桨主要应用在自主水下航行器推进系统中,通过调节对转电机转速就可以实现自主水下航行器速度的无级调节.在研究对转永磁无刷直流电机数学模型的基础上,提出一种外环转速环采用模糊PI混合控制,内环电流环采用PI控制的双闭环调速方法.仿真结果表明,与外环、内环均采用PI控制的双闭环调速方法相比,该方...     

基于伪逆控制分配的过驱动系统稳定性分析

针对基于控制分配的过驱动系统的稳定性问题,提出一种设计方法,并给出闭环系统吸引域的优化估计.通过引入伪控制,基于控制分配的过驱动系统可以分为内环和外环.内环基于控制分配实现伪指令的跟踪,外环则为方形系统设计伪控制器.采用伪逆控制分配方法,在状态反馈下通过线性矩阵不等式优化用椭圆逼近闭环系统的吸引域.分析了这种基于控制分配的间接法与无控制分配器的直接法的等价性.仿真结果表明,所给方法能实现内环的零误差跟踪,并保证闭环系统的稳定性.     

基于双闭环系统的起重机位置控制技术研究

传统的起重机位置控制技术大多是以位移或速度为反馈量构成的单闭环控制,只能对系统的一个状态量进行控制,易造成系统的超调、振荡,难以实现真正意义上的位置控制;研究采用位移和速度的双闭环位置控制技术[1],以位移环为外环、速度环为内环,位移环根据位移的当前值与给定值的差,通过位移调节器给速度环提供给定速度,速度环通过速度调节器控制系统的运动速度,最终实现对系统的位置控制;通过对单闭环控制和双闭环控制的仿真结果对比分析,双闭环系统的位置和速度的控制精度均比单闭环精度高,最后通过实验,证明了双闭环系统在实践上的可行性。     

基于单片机的恒温连续可调型温控系统

提出了一种基于单片机的温控系统软件和硬件的设计方案.本设计采用8位单片机和16位A/D变换器相组合构成温度采集系统进一步提高系统的性价比.采用数字PID控制使温控精度在300-500℃范围内达到1℃,并可实现温度设定值的连续可调.采用铂电阻温度测量电路,并利用软件对测量精度进行自校准;通过电压前馈控制减少电网干扰.设计中还加入了光电隔离措施及过热自动保护和报警功能,增强了系统的安全性能.     

独轮自平衡机器人双闭环非线性PID 控制

针对竖直飞轮独轮自平衡机器人系统,提出一种用于独轮自平衡机器人的平衡及运动控制的双闭环非线性PID控制方法(DLNPID),并给出了该控制方法稳定性的证明.该控制方法是具有横滚倾角内环、俯仰倾角内环和前向位移外环的双闭环控制,其中每个控制环均由非线性PID控制器(NPID)构成.实验结果表明,所提出的基于非线性PID的双闭环独轮自平衡机器人控制方法具有比线性方法更好的鲁棒性能.     

模糊自适应PID控制的双闭环风压调节系统

针对工业通风系统存在大惯性、时滞、非线性的特点,以及常规PID控制、模糊控制中存在参数不易整定、自适应能力有限的问题,提出了一种转速、压力双闭环调节输出参数的控制策略。该控制系统将串级控制与通风系统相应环节的数学模型相结合,由PID控制器调节内环转速参数,模糊自适应PID控制器调节外环风压参数,保持输出风压的恒定。仿真结果表明,该控制方法具有响应速度快、超调量小、抗干扰能力强的优点,能够显著地提高通风系统的风压精度,节能效果良好。     

交流电弧炉智能集成计算机控制系统

系统以工控机为中心,配以高性能的模块化外设组成一体化的计算机控制系统。采用温度控制外环和电流平衡控制内环的双环路结构来具体实现交流电弧炉温度和三相电流平衡的智能集成控制。外环采用模糊、神经网络和优化决策共同控制,内环则采用模糊专家解耦控制。系统能实时自适应炉况状态的变化,提高生产效率,降低电能及电极消耗。实际运行证明该系统具有良好的鲁棒性和实时性。     

高精度程控直流电流源的设计与实现

设计了一款高精度、低纹波、稳定性高的程控直流电流源，它采用STM32F103微控制芯片作为整机的控制核心，设计上位机软件来实现对硬件系统的调控。硬件系统由双闭环结构组成，内环是由PI控制器构成电压串联负反馈，提高了输出电流的稳定性。外环则是通过A/D采样电路将实际电流值送入主控芯片，再根据相应控制算法重新调整D/A的输出，提高了输出电流的精度。测试结果表明，电流源的输出电流稳定度高达0.003%，精度达0.01%，最大输出电流高达25 A，适用于电力部门、计量院等对电源精度要求高的场合。     

基于TMS320LF2407A的直流脉宽调速系统

为实现直流传动系统的全数字控制,本文介绍了采用TMS320LF2407A DSP作为控制系统的核心、双极性桥式直流斩波驱动信号、电流内环与速度外环比例积分调节以及转速测量等环节都实现全数字化的双闭环直流脉宽调速系统;分析了系统的基本工作原理,阐述了数字化直流调速系统的硬件组成和软件设计,该系统在高精度伺服系统中有着重要的应用价值。     

STM32F103ZET6单片机的叉车式AGV的寻迹算法

以单片机为系统控制器核心,针对磁敏传感器组寻迹的叉车式AGV,设计了传感器的阵列布置形式,并根据此形式以及磁导引叉车式AGV的寻迹约束条件和行走要求提出了路径的识别与跟踪算法.前进时采用分段模糊PID控制,PD系数被模糊控制器动态改变,以适应驱动轮的不同转速和前向位置偏差的大小.后退过程应用双闭环PID进行控制,姿态角和后向位置分别为内环和外环.在实际行走测试中,AGV稳定行驶时路径偏差可保持在10 mm内.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.