基于粒子群算法的磁悬浮列车控制参数优化

磁浮列车的悬浮控制参数对控制系统带宽、阻尼等指标有重要影响.针对磁悬浮列车悬浮控制系统对轨道梁低频跟踪、高频抗干扰的控制需求,提出了基于改进粒子群算法的磁悬浮控制参数优化方法.首先根据轨道梁不平顺特性以及悬浮控制要求,确定等效的理想二阶系统,然后利用改进的粒子群算法,优化悬浮控制参数,在系统稳定的边界条件下,对磁悬浮控制系统模型的奈奎斯特曲线、带宽等性能指标进行拟合,从而使系统的频域、时域指标与理想系统接近.最后利用半实物仿真设备搭建硬件在环的试验系统,进行磁悬浮控制系统的HIL验证,试验结果表明了上述方法的有效性.     

磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真

研究了基于机械和电气两种结构的磁悬浮系统的自适应控制方案，实现了双环磁悬浮控制系统的稳定悬浮。根据电磁铁动力学方程和电磁线圈的电压平衡方程，建立了磁悬浮系统基本模型。对系统中的电气部分和机械部分采用不同的控制方法：电气部分采用模型参考自适应控制的方法，加快电流上升的速度，使电流环性能达到设定指标；机械部分简化模型建立在电气自适应控制的基础上，针对系统参数的慢变特点而采用自校正控制方法，给出了能够自动跟踪系统参数，尤其是悬浮质量变化的稳定悬浮自适应控制算法。仿真和实验结果均证明这种控制方法能够使电流环快速跟踪给定信号，保证此悬浮系统能够很好地适应悬浮质量发生突变的情况，具有一定的实用价值。     

磁悬浮球旋转控制系统

磁悬浮球是磁悬浮列车，磁悬浮轴承，磁悬浮飞轮储能系统，磁悬浮发射等一切磁悬浮研究的基础。同时也是闭环和非线性控制研究很好的平台。本文在分析磁悬浮球控制原理的基础上得出其悬浮、旋转数学模型，给出了使其悬浮、旋转的控制方案和仿真、实验结果。     

基于事件触发策略的输出受限磁悬浮系统的有限时间镇定

研究输出受限磁悬浮系统基于事件触发机制的有限时间稳定控制问题.借助具有时变阈值的有限时间触发策略和正切型障碍函数,设计一个新的事件触发控制器,不仅确保磁悬浮系统的悬浮气隙被限制在一个指定范围,其状态还在有限时间内收敛到原点.创新之处在于实现有输出约束和无输出约束控制设计与理论分析的统一,最后通过仿真表明控制策略的有效性.     

高温超导磁体与普通磁体的实验研究

本文从黑箱建模的角度出发,分析高温超导磁悬浮系统和常导磁悬浮系统在稳态悬浮时的动态特性。此外,通过对比实验,还比较了磁悬浮系统稳态悬浮时高温超导磁体与普通磁体的电磁特性异同。研究结果表明,虽然高温超导磁悬浮系统和常导磁悬浮系统动态特性的传递函数模型不同,但从控制的角度看,它们的电磁特性并无明显区别。在系统的工作频段内,高温超导磁体线圈自感应给其电磁特性带来的影响可以忽略。     

高温超导磁体与普通磁体的实验研究

本文从黑箱建模的角度出发，分析高温超导磁悬浮系统和常导磁悬浮系统在稳态悬浮时的动态特性。此外，通过对比实验．还比较了磁悬浮系统稳态悬浮时高温超导磁体与普通磁体的电磁特性异同。研究结果表明，虽然高温超导磁悬浮系统和常导磁悬浮系统动态特性的传递函数模型不同，但从控制的角度看，它们的电磁特性并无明显区别。在系统的工作频段内，高温超导磁体线圈自感应给其电磁特性带来的影响可以忽略。     

新型磁悬浮运动平台力学分析与控制

为了设计最佳控制参数对两级磁悬浮运动系统进行稳定可靠的悬浮控制,运用动力学时域和频域分析理论对系统进行分析.经理论推导将系统差动式结构电磁力模型等效为质量-弹簧-阻尼二阶系统.并运用ANSYS软件对等效模型进行刚度和瞬态响应分析,由仿真结果确定了系统最佳等效刚度和阻尼比,并以此为依据设计系统PID控制参数?在仿真分析指导下,经反复调试,实现了两级磁悬浮运动平台的稳定可靠悬浮.实验结果验证了理论研究和仿真分析的正确性.     

磁悬浮的控制研究与仿真

单自由度磁悬浮控制研究是研究多自由度磁悬浮基础.首先介绍基于单自由度磁悬浮控制实验系统及其工作原理,并建立数学模型.基于磁悬浮系统数学模型复杂性.主要研究如何更好地控制其悬浮性能.从基本控制方法人手,分别给出各种控制方法下数学模型,利用劳斯判据等方法进行参数整定以及比较各个控制方法仿真结果及其控制效果和对系统产生影响.最后,介绍模糊自整定PID控制方法原理,根据系统特点,设计并利用matlab软件对其进行仿真,其仿真结果说明智能控制方法在此非线性系统控制上具有一定优势,也是今后研究方向.     

磁悬浮球系统的神经网络辨识及变结构控制

磁悬浮球系统是一个典型的非线性的不稳定的系统,基于对其建模的复杂性和不准确性,文章利用神经网络能逼近任意非线性函数这一特性,对磁悬浮球系统进行辨识;再根据滑模变结构控制原理设计了磁悬浮球系统的变结构控制器,利用MATLAB对系统进行建模仿真,仿真结果表明,RBF网络能很好地逼近本磁悬浮球系统;滑模变结构控制对于此非线性系统有较好的控制效果,小球能很快地悬浮在平衡位置,该控制系统具有较好的稳态特性和抗干扰性.     

高温超导混合多点悬浮系统研究

传统的常导电磁悬浮系统气隙小、悬浮功率大,电动斥力不能实现静止悬浮,而且磁场污染大。经过比较分析,在单点悬浮实验的基础上,发展为四点高温超导与常导的混合悬浮系统,这种系统可以降低悬浮功耗、增大悬浮气隙,随着高温超导线材以及致冷技术的发展,高温超导与常导混合的EMS系统及纯高温超导EMS悬浮系统将在磁浮列车上得到广泛应用...     

智能大功率软启动恒流源的设计

为了获得稳定的大电流,设计了基于单片机控制的智能软启动大功率恒流源,电流范围0-8A,最大峰值可达10A。采用大功率运放0PA549构成大电流恒流源,利用PID控制算法实现了大功率电源的软启动和控制。该方法设计的电源在软启动过程中超调量很小,具有很好的稳定性;在恒流源工作时,稳定性也很好。     

基于神经网络的过热汽温控制

火电厂过热汽温控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性,采用常规串级PID控制方法的过热汽温系统难以获得满意的控制效果。本文设计了基于RBF神经网络辨识的可在线调整PID参数的过热汽温控制系统。在仿真实验的基础上,对基于神经网络的过热汽温控制和最优常规PID控制进行了比较和分析。仿真结果表明,基于神经网络控制策略能够充分利用神经元自学习、自适应的能力使系统的控制品质提高。     

模糊PID参数自整定无功补偿方法的研究

为提高无功功率的补偿效果,在常规的PID控制和模糊控制的基础上,本文提出了一种模糊PID参数自整定无功补偿方法。该方法采用两输入三输出的形式,以功率因数和功率因数变化率作为输入设计PID控制系统,采用模糊推理对PID控制器的控制参数进行在线整定,给出了参数自整定的规则。利用MATLAB软件对其进行计算、仿真,其结果符合预期目标。此方法既能提高无功补偿的效率,又能增强系统的跟随性。     

基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制

对于Buck/Boost变换器,传统的控制器如PID控制器、Ⅲ型误差放大器等存在超调量过大、响应时间过长、鲁棒性不强等问题,为克服这些缺点,提出基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制方案.首先,针对工作在电感电流连续模式(CCM)的Buck/Boost变换器采用状态空间平均法建立平均线性模型;然后设计离散指数趋近律的滑模控制器,并分析了切换参数对系统的影响;最后,为改善控制效果,设计了模糊控制器.仿真结果表明,相对于传统的控制器,指数趋近律的模糊滑模控制器有效地降低了超调量,提高了系统的响应时间,并且对外部干扰的鲁棒性较好.利用所设计的控制算法实现了对50 W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性.     

混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计

发动机是混合动力电动汽车动力设备的心脏,为了保证混合动力电动汽车可以快速稳定地运行,需要对其转速智能控制系统进行设计;使用当前控制系统智能控制混合动力电动汽车发动机转速时,无法快速检测到发动机转速,难以达到最佳的智能控制结果;为此,基于软切换提出Bang Bang-神经网络PID的混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计方法;混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统以Mcs-51系列8751单片机为核心系统,检测混合动力电动汽车发动机转速的数字信号,同时控制D/A模拟信号的输出,并在LED显示器上显示发动机转速数字信号,以PWM调制器放大混合动力电动汽车启动时发动机产生的PWM波,将放大后的PWM波供给电力发动机,再以分频填充脉冲装置测量混合动力电动汽车发动机转速,通过Bang Bang-神经网络PID算法计算出混合动力电动汽车发动机转速误差,达到实时控制混合动力电动汽车发动机转速的效果;实验仿真证明,所提设计方法保证了发动机转速的快速性和平稳性。     

新型混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究

针对目前混合动力液压挖掘机工作装置势能有效回收的难题,设计了一种采用蓄能器与液压马达的新型动臂势能回收系统。以某小型挖掘机为研究对象,在AMESim环境中建立液压系统模型,基于PID经典控制的电机恒转速控制策略,通过Adams与AMESim联合仿真动臂下放时的变负载工况,得出整个系统的势能回收率。理论分析与仿真结果表明,势能回收系统可以有效回收动臂下放时的势能,并且具有动态响应快、电机的发电效率高的特点,大大提高了系统的势能回收率。     

免疫遗传算法在船舶运动模拟器控制中的应用

通过对功率放大器、伺服比例阀和液压缸及其负载的分析,建立了六自由度船舶运动模拟器的动态模型.遗传算法是一种采用多点搜索和交叉操作技术的随机化搜索算法,具有良好的全局搜索能力,但遗传算法本身还存在许多不足,将免疫算法与遗传算法相结合,通过抗体之间的促进与抑制反应,可以实现系统对环境的自适应.由于基于免疫反馈和遗传机制的免疫遗传算法具有全局优化的能力,所以针对传统PID控制的不足,利用免疫遗传算法对PID控制参数进行整定并得到全局最优解,由此得到的控制器具有很好的控制效果,响应较快,静差较小.     

模糊自适应PID控制器在集中供热系统中的应用

基于对集中供热系统进行的数学模型辨识,并对常规PID控制器进行了调整,加入了模糊自适应控制,采用模糊工具箱进行了仿真试验。结果表明,模糊自适应PID控制器较常规的PID控制器,具有更好的鲁棒性和自适应能力。在复杂的集中供热系统中,达到了令人满意的控制效果。     

质子交换膜燃料电池风机控制技术研究

该文首先研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)风机的性能,分析了PEMFC的工作温度对其性能的影响,并给出了控制PEMFC风机的数学模型。然后,对高电压、大电流运算放大器OPA548进行了详细的介绍,设计了用OPA548控制PEMFC风机工作电压的硬件电路,最后,对使用OPA548时应注意的事项进行了讨论。     

基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真

在飞机防滑优化控制问题的研究中,存在飞机防滑刹车系统响应速度慢、抗干扰能力差等问题。由于飞机着陆时发动机处在慢速工作状态,防滑系统处于复杂的非线性过程。为提高刹车效率,提出将遗传算法优化的模糊控制应用到飞机防滑刹车系统中。采用遗传算法对采用"串联二进制编码"的隶属函数参数进行联合优化,并将优化过的控制规则用于设计模糊控制器。将设计的控制器和刹车系统模型在Simulink环境下进行数字仿真。仿真结果表明,遗传算法的模糊PID控制,在飞机防滑刹车控制中,具有良好的控制效果和抗干扰能力,为防滑刹车系统控制设计提供了一条新的手段。