基于PAC的在线模糊自适应PID控制器设计

PID控制适合用于已知精确数学模型的被控对象,具有稳态误差小等特点.模糊控制不需要被控对象的数学模型,响应速度快,但是有静差.将这两种控制技术相结合,设计一种模糊自适应PID控制器,具有响应速度快、稳态误差小的特点.采用上位机和PAC结合,上位机中的iFIX组态软件利用OPC技术和MATLAB软件中的模糊控制器通讯,把实时值和设定值送给模糊控制器,同时把模糊控制器的输出(比例系数、积分系数和微分系数)送回PAC,在PAC中根据PID算法计算控制量,由PAC控制被控对象,实现在线模糊自适应PID控制.对水箱液位进行控制的结果表明,采用在线模糊自适应PID控制器后,控制系统的响应速度加快,无超调,具有较好的稳定性和鲁棒性.     

自适应模糊PID控制在BLDCM调速系统中的应用

传统的PID对控制参数难以整定,无法满足无刷直流电机(BLDCM)调速系统对快速性、稳定性的要求,但自适应模糊PID能实时修正参数,更快的达到系统要求.利用无刷直流电机的数学模型和转速的传递函数,构造了无刷直流电机调速系统的仿真模块.同时将模糊PID参数自适应控制器引入无刷直流电机控制系统中,根据系统输出误差和误差变化率实时整定PID参数,完善了PID控制器的功能,仿真结果表明, 该方法比传统PID控制器具有更快的动态响应和更小的超调.     

一种增益自适应的单神经元PID控制器

针对时滞不确定对象,提出一种单神经元PID控制器,此控制器不依赖于对象模型.由于神经元的权值能在线调整,因此具有自学习和自适应能力,同时应用自适应PSD算法调整比例系数K值的大小,构成了增益自适应的单神经元PID控制器.在MATLAB/SIMULINK下对算法实现仿真控制,结果证明增益自适应单神经元PID控制器是一种具有自学习、自适应、鲁棒性强且算法简单适用的控制器,适合于工业上不确定对象的平稳控制.     

一种基于自适应神经元的模糊变结构控制器

融合模糊控制、变结构控制和自适应神经元,提出了一种基于自适应神经元的模糊变结构控制器。该控制器选用时变开关超平面,利用自适应神经元在线学习模糊变结构控制规则,并采用模糊推理合成消除颤振。仿真结果证明：这种控制器动态响应快,超调小,无颤振现象,系统鲁棒性强。     

伺服系统的自适应模糊滑模最优控制研究

为提高无刷直流电机(BLDCM)位置伺服系统的动静态性能，提出了一种基于最优线性二次调节(LQR)策略的控制器设计方法.控制器由最优LQR、模糊控制器和滑模自适应调节器组成.依据状态变换和Lyapurnov稳定性定理，通过离线计算得到二次型优化控制初始值作为模糊控制器输入，由滑模自适应调节系统模糊参数降低Lyapurnov目标函数.对所设计的控制器分别作了空载、带负载及改变电机参数的仿真试验.仿真实验结果表明，该方法设计的控制器明显增强了无刷直流电机位置伺服系统的动静态性能、抗干扰能力和鲁棒性.控制输出能快速平稳地跟随参考位置信号.     

组合体航天器的姿态无模型自适应控制

为解决转动惯量参数未知组合体航天器的姿态精确控制问题,基于无模型自适应控制方法设计了一种不依赖于航天器精确动力学模型的组合体航天器姿态无模型自适应控制算法.首先,基于单输入单输出离散时间系统的数据驱动控制方法推导得出无模型自适应控制方程;然后,将无模型自适应控制方法拓展到组合体航天器姿态控制中,设计应用于组合体航天器姿态控制的无模型控制器;此外,为了缩短控制收敛时间,结合组合体航天器动力学特性,对姿态无模型控制器的控制过程进行优化设计;最后,以在轨服务航天器目标抓捕后的操作为研究背景进行组合体航天器的无模型自适应控制算法和无模型控制过程优化算法的数学仿真,验证了算法的有效性和可行性.数学仿真结果表明:所设计的组合体航天器无模型自适应算法有效,能够实现惯性参数未知的组合体航天器的姿态精确控制;且通过无模型控制过程优化设计,可以实现组合体航天器姿态控制过程的快速收敛;同时,该算法具有较高的控制精度.     

一类非线性输入时滞系统自适应控制——无源化方法

针对一类含输入时滞的不确定严反馈非线性系统,设计了有记忆时滞依赖型γ-无源自适应控制器.首先,在局部线性化的基础上设计了有记忆时滞依赖型γ-无源控制器.针对严反馈非线性系统各个子系统中的非线性,利用Back-stepping方法将局部.γ-无源控制律进行分解,得到线性的中间虚拟控制律,在此基础上,利用神经网络补偿各子系...     

一种新的多变量自适应解耦控制器及其在二元精馏塔上的应用

本文提出了一种新的多变量自适应解耦控制器.该控制器将解耦补偿器与最小方差技术相结合,可以对闭环系统实现动静态解耦.应用本文提出的自适应解耦控制器和常规 PI 控制器分别在某二元试验精馏塔上进行了组分控制实验.实验结果表明,本文提出的自适应解耦控制器的控制性能明显优越于 PI 控制器.     

无刷直流电动机控制系统的单神经元控制器

为了克服电机非线性、变参数的影响,本文研究了适用于无刷直流电动机控制系统的单神经元自适应ＰＩＤ控制器。对线性和非线性单神经元自适应ＰＩＤ控制器的分析和仿真表明线性单神经元控制系统具有响应快、鲁棒性强、自适应好等特点,易于实现实时控制。     

高频射流实验装置中无刷直流电机控制

以高频射流实验装置控制系统研究为基础,运用Matlab/Simulink对无刷直流电动机控制系统进行建模并仿真。针对常规PID控制器存在的缺陷设计了模糊自适应PID控制器,使控制系统达到理想状态,满足无刷直流电动机广泛应用的要求。仿真结果表明:该模糊自适应PID控制器能使无刷直流电动机的系统响应时间更短,且系统无振荡性、无超调量、运行稳定、可靠性更好。     

无刷直流伺服电机的DSP全数字控制系统研究

提出一种基于数字信号处理器 (DSP)的无刷直流伺服电机全数字控制系统 充分利用TMS32 0F2 4 3DSP控制器外设接口丰富、运算快的特点 ,采用霍尔元件检测磁极位置 ,作为电流换相信号 ,以光电脉冲编码器作为位置和速度传感器 ,通过数字PI控制策略 ,实现无刷直流电机的速度控制 讨论数字控制系统的结构原理与软硬件体系 ,并给出了实验结果     

多旋翼无人机自主精准降落的控制系统研究

针对多旋翼无人机降落时采用位置控制方式存在位置振荡和速度超调现象的问题,本文采用速度控制的方式进行降落,构建了一个完整的精准降落闭环速度控制系统。首先建立无人机精准降落速度控制系统的总体框架;然后进行无人机降落时多个坐标系之间的转换;再设计外环速度的"比例-积分-微分"（Proportion-Integral-Derivative,PID）控制系统和模糊自适应速度PID控制系统;最后进行2种控制系统的性能测试和对比实验。结果表明,无人机在这2种控制系统下均能成功降落到地面靶标上,且模糊自适应速度PID控制系统降落精度更高,达到了0.13 m以内。因此多旋翼无人机采用模糊自适应速度PID控制系统可实现自主精准降落。     

基于端口哈密顿系统与PI控制原理的异步电动机转速调节

针对功率变换器和异步电动机构成的传动系统,利用能量成形与端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,并用Lyapunou稳定性定理分了平衡点的稳定性。利用互联和阻尼配置方法,设计了负载恒定已知和有扰动情况下的速度控制器。负载扰动通过速度误差的比例积分控制来估计。利用电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）信号变换控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现异步电动机的速度调节。仿真结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

An Observing Method for Flux and Speed with Direct Torque Control

An observing method for stator flux and rotor flux is presented. Based on the proposed flux observing method, a novel speed estimator has been designed. At last, the speed estimator combined with the flux observing is applied in the direct torque control system without speed sensor. The simulation results show that these methods can improve the accuracy of speed observing and the low speed performance of direct torque control system, and strengthen the robustness of system.     

MW级异步电机无速度传感器矢量控制研究

速度辨识是无速度传感器矢量控制系统中的关键,速度估计的精度将直接决定矢量控制系统的控制效果。设计采用了不存在纯积分的反电动势MRAS方法辨识速度,介绍了矢量控制的基本原理和速度估计方法。首先基于Matlab软件进行了仿真研究,然后在电机实验站的实验电源系统中实现了无速度传感器矢量控制的工程化实践,为了增强系统对自身参数的鲁棒性,电机参数均使用热态参数。仿真和工程化实践结果证明了异步电机基于MRAS的速度估计方法的可行性,矢量控制系统能较好的估计转速,并具有较好的稳定性。     

分布式变频泵集中供热系统动态能量特性模拟

在分析了分布式变频集中供热系统的节能特性和负荷特征的基础上,建立了分布式变频集中供热系统的能量数学模型并针对一公共建筑群的分时供热运行策略进行了模拟计算,模拟结果表明:分布式变频集中供热系统的动态能量特性与系统的规模密切相关,在不同的阶跃性负荷变动条件下,存在一个不同的时间常数,经过此时间常数的非稳态变化过程,系统从初稳态过渡到终稳态。根据分布式变频集中供热系统在动态负荷下的响应特性与负荷需求特性,设定正确的运行调节方法和时间点可以在充分保证供热质量的前提下实现按需供热,减少能源浪费,提高系统的能源利用效率。     

基于单片机的液体点滴速度监控装置设计

基于单片机的液体点滴速度监控系统是一个能够代替医务人员监控病人点滴速度的智能化系统。该系统提出了一种点滴速度监控装置的设计方法,可用按键控制点滴速度并通过显示装置显示当前速度,当药液低于一定标准可通过蜂鸣器报警,系统采用了AT89C51作为核心处理单元,光敏传感器检测液体的滴数,控制夹位置通过步进电机进行调整来控制点滴速度,通过多种方案对比,该系统操作简便,特别进行了软件仿真设计,更具科学性可将理论运用于医疗实际中。     

机载光电平台低速问题研究

机载光电平台伺服系统(AOEP)在低速时因受载机的姿态变化、振动和风阻转矩的影响,会对光电平台中观测设备的清晰成像产生明显的干扰。本文首先对机载光电平台的影响因素进行了分析,特别对电机在零位时的转速和位置颤动原因进行了理论阐述,提出了双模式PWM功率控制方案,采用工控机和IPM驱动模块等构成了一个机载光电平台伺服系统。通过在实际课题中的测试实验,表明了对抑制系统零速的位置颤抖有较好的控制作用,对其它伺服系统低速及定位性能有特殊需求的电力拖动系统也具有很高的实用价值。     

基于DSP的永磁同步电机软件式交流伺服系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的三相永磁同步电机软件式交流伺服控制系统.充分利用TMS320F243DSP外设接口丰富、运算速度快的特点,采用坐标变换磁场定向控制、空间矢量PWM与数字PI控制策略,以光电脉冲编码器作为位置和速度传感器,实现软件式交流伺服系统的位置与速度控制.介绍软件交流伺服系统结构与控制软件体系,并进一步给出了实验研究结果.     

带负载力矩补偿观测器的直流调速系统

提出一种带负载力矩干扰补偿的直流调速系统.利用系统中可测量到的电枢电流和转速信号,通过线性网络获得系统中不可直接测量的负载力矩的等效信号,并使此信号参与系统的控制作用,从而克服负载力矩对电机转速的影响.仿真实验结果表明系统不仅具有良好的静、动态性能,而且具有较强的抗负载力矩干扰能力.