离子注入机分析器模型的自动调束控制方法

采用系统辨识方法获得离子注入机分析器精确模型,然后将系统模型作为分析器控制器的前馈控制,提前预测控制输出,提高控制器的响应速度,并在此基础上增加反馈控制通道,用来修正模型误差和外界干扰.最后,将此控制方法应用于CIP300型离子注入机研发,自动调束的效率和成功率都有较大提升.     

电动助力转向系统无刷电机温度研究

电动助力转向系统由控制器ECU根据传感器手力矩、车速等信息确定电机助力,电机与ECU热管理是其成本控制与系统安全的关键。文中提出在控制中区分快速与慢速发热模型,得到了系统温度的增加值,在不同发热均恒条件下与当前温度、输入电流的关系,估算电机温度。仿真与实验证明,通过这种热管理分析与设计方法有效地解决了系统发热问题,成功地实现了系统成本与系统安全的统一。     

模糊控制在退火炉炉温控制中的应用

根据退火炉炉温控制的特点,设计并比较了传统PID控制器、模糊PI控制器、史密斯－模糊控制器和参数自校正模糊控制器的性能及控制效果,最后确定了最适于该系统的模糊－PI控制器。     

基于精确线性化的Nadolschi混沌系统T—S模糊控制

针对一类新的混沌系统--Nadolschi混沌系统,提出一种新的模糊镇定控制方法.该方法首先利用T-S模糊模型对Nadolschi混沌系统进行精确描述,在此T-S模糊模型的基础上,基于并行分布补偿(PDC)技术和精确线性化(EL)理论设计模糊状态反馈控制器来镇定Nadolschi混沌系统,并且利用线性系统理论证明了闭环系统的渐近稳定性.仿真结果表明,设计的控制器能够快速有效地将Nadolschi混沌系统的混沌时间轨迹渐近镇定到其零平衡点,且控制简单可靠.该方法可以进一步推广到其他混沌(超混沌)系统的控制问题中.     

动中通多子阵天线自适应PID滑模稳定控制

动中通在载体运动中进行卫星通信时,天线受到各类扰动的影响而不能准确对准卫星,降低了通信质量。为了解决此问题,设计了一种自适应滑模天线姿态稳定控制器。首先建立了动中通天线系统的动力学模型;基于此模型,采用PID滑模面设计了天线的滑模姿态控制器;通过对扰动的自适应估计,在扰动上界未知情况下获得了平滑的滑模控制输入;将PID方法引入控制器设计,提高了系统的动态响应速度。仿真结果表明,所设计控制器具有良好的动态响应特性和控制精度,且控制电压输出无抖振。     

基于自适应模糊理论的某型无人机起飞控制方法

基于合理简化的无人机纵向模型,设计了一种自适应模糊控制器,该控制器将Takagi-Sugeno模糊系统与等效控制器相结合,以增强系统的鲁棒性.只要求预先知道系统的相对阶以及未知函数的上下界即可,不需要精确的数学模型.Lyapunov合成方法证明了跟踪误差能趋近于零且其余的控制信号均有界.最后,结合优先级按比例分配的控制分配器,给出了存在扰动情况下飞行控制系统的仿真结果,表明即使在模型部分未知的情况下,该系统仍然能够达到飞行控制的指标性能和品质要求,验证了该方法的有效性.     

弹性模型结合改进滑模控制器的无人机协同控制

提出了一种基于改进指数趋近律的滑模控制器的无人机编队建模与控制方法。首先采用弹性系统模型对无人机编队进行动力学分析,把每个无人机看作一个质量点,无人机之间的位置关系可以视为编队控制时的约束力;在此基础上采用一种固定的通信拓扑,对编队平衡状态进行分析,建立无人机编队的动力学模型。同时利用一种基于改进指数趋近律的滑模控制器实现无人机编队协同控制,以此加快系统稳定的收敛速度,削弱传统滑模控制器的抖振现象,保证无人机编队协同控制的稳定性。最后,通过实际无人机编队飞行试验来验证无人机编队动力学模型的可行性与无人机编队控制器的稳定性。     

基于DSP+FPGA的飞机防滑刹车控制器系统设计

刹车控制器是飞机刹车系统的核心部件,其功能是控制液压电磁阀和压力伺服阀输出刹车压力,为飞机着陆滑跑提供刹车制动和防滑控制,实现各种不同模式的刹车功能.刹车控制器的性能优劣将会直接影响到飞机的刹车性能乃至飞机的安全.文章介绍了一种刹车控制器的设计与实现.此刹车控制器选用DSP作为主控处理器,用来控制刹车控制器离散量和模拟量接口电路,选用FPGA作为总线和轮速采集控制.此产品已成功在飞机上应用,工作稳定可靠,因此具有较高的参考性.     

基于输入输出数据的一体化多模型建模与控制

针对复杂非线性系统,提出了一种完全基于输入输出数据的一体化多模型建模与预测控制设计方法.首先,利用模糊空间划分对输入数据进行在线聚类;然后,采用最小二乘法在每一个聚类点处建立一个局部模型,并将模糊空间划分与多模型建模相结合,利用即时输入输出数据对局部模型的数量以及每一个局部模型的参数进行在线更新,从而实现对复杂非线性系统的在线建模;最后,在此基础上进行预测控制器的设计,将系统建模与控制器的设计包含在一个控制系统设计框架以内,对模型不确定性具有更好的鲁棒性.仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

基于模型匹配的光电侦察无人机飞行控制器设计方法

无人机在光电侦察领域的应用越来越广泛,设计可靠的飞行控制器是完成侦察任务的必要手段。提出了一种基于模型匹配和遗传算法寻优的以非线性模型为被控对象的飞行控制器设计方法。通过该方法可以实现无人机飞行控制器与飞行仿真模型的一体化快速设计与仿真,与经典的飞行控制器设计方法相比,该方法能够比较快速、便捷地获得所需控制器。建立了包含气动、发动机和环境模型的某型无人机六自由度非线性全量数学模型,然后基于此模型,应用上述方法设计了无人机的飞行控制器,基于有限状态机理论建立了飞行管理模型,设计无人机飞行剖面并实现控制器切换,最后进行了六自由度非线性仿真,验证了所设计控制器的有效性。     

舵机加载系统的最优控制

分析了舵机加载系统的结构原理,建立其简化模型,并研究了最优控制在舵机加载系统中的应用.舵机加载系统中加载设备和舵机系统间存在强烈的耦合,针对舵机运动对加载系统跟踪性能的影响,应用前馈控制对舵机运动扰动进行补偿.为进一步提高系统性能,引入最优控制.根据舵机加载系统的特点,比较研究了3种不同的最优控制方法.常用的是工程近似最优控制方法,为进一步消除稳态误差,可以引入积分控制.与上述方法不同,对加载系统进行最优控制时,采用积分策略增广系统状态方程,并引入期望衰减度定义性能指标构造系统的最优控制.仿真结果表明,在文中所构造的最优控制和前馈控制的复合控制下,加载系统具有相对最佳的跟踪性能.     

具有神经网络前馈控制器的污水处理模糊控制系统设计

为解决污水处理过程中非线性、大时滞及干扰严重的问题,提出一种将模糊控制器和前馈控制器相接合的控制方法。其中在建立前馈控制器时,提出了使用神经网络建立前馈控制器的新方法。使用这种方法建立前馈控制器无需建立控制系统控制通道和干扰通道的数学模型,也不要求干扰是可以测量的。在MATLAB环境下对控制系统进行仿真,结果表明,将模糊控制和前馈控制结合可以有效克服干扰,提高系统的稳态精度;基于神经网络的前馈控制器可以有效补偿污水处理过程中的干扰,具有实际意义。     

舰载火炮数字伺服系统的复合控制

针对舰载火炮瞄准对伺服控制系统存在的技术难点.将前馈控制、自适应控制等和PID控制有机的结合起来,构成一种复合式控制器,既提高了系统的抗干扰能力,缩短调节时间,同时又可以兼顾动静态性能.     

CMAC与大林的复合控制在纯滞后系统中的应用

一般工业控制中都会存在纯滞后现象,针对于纯滞后性质对控制系统稳定性的影响,采用在大林算法的基础上加入CMAC(小脑神经网络)的方法,CMAC用于前馈控制,对大林控制器的输出进行学习,从而提高系统的响应速度,克服大林算法调节时间长的缺点。文中给出了在MATLAB中编写的M文本文件控制器的仿真结果,进而将控制算法编写成函数文件,运用到SIMULINK仿真中,大大的提高了控制算法的实用性。     

Hybrid Control of a Mechatronic System: Fuzzy Logic and Grey System Modeling Approach

This paper presents a method of fuzzy control combined with grey system modeling approach of a mechatronic system to be used in driving a four-bar mechanism by a dc motor through a buck converter. The main contribution of this paper is that it predicts the future error values in terms of the previous error values using a grey estimator and determines the control action for the following step that depends on the predicted error value before it occurs. Despite the basic assumption that the angular velocity of the crank is constant in most of the mechanism analysis, this may not be valid when the mechanism is connected to an electric motor. In this paper, a complete state-space mathematical model of each part of the converter-motor-mechanism system is first developed and numerically simulated to demonstrate the crank angular speed fluctuations for the case of a constant voltage supply. Then, a fuzzy logic controller combined with grey system modeling approach is designed to regulate the crank angular speed of the mechanism and compared with a fuzzy controller used alone. Finally, results are obtained for each part of the system separately, then related parts are connected as cascade, and complete system control is tested for the proposed control approach. The connection between dc motor and four-bar mechanism has been considered as a dynamic load for the converter. Comparatively better results are obtained when the fuzzy controller is used together with grey system modeling approach. The results obtained from the proposed controller are not only superior in the rise time, speed fluctuations, and percent overshoot, but also much better in the controller output signal structure.     

Friction modeling and compensation for haptic display based on support vector machine

As the presence of friction in a haptic display device seriously affects its performance, proper compensation of the frictional effects in such a device is of practical importance for advanced virtual reality applications where haptic display plays a critical role. This paper addresses the issue of friction modeling and compensation for haptic control system designs. A new method based on the Support Vector Machine (SVM) is developed in a controller design based on a two-port network to achieve accurate haptic display. The approximation model of friction is established offline through SVM learning and is used for online feed forward friction compensation. The advantages of this novel method are demonstrated through the experiments performed.     

基于SimMechanics的三平移并联解耦机器人控制系统仿真

在针对一种全转动副三平移并联解耦机器人进行了研究,在运动学正解和逆解分析的基础上讨论了其运动学特性,并应用SimMechanics仿真平台对并联机器人的控制策略进行了研究。该机构由三个相同形式的支链构成,连杆与连杆之间,连杆与基座之间均为转动副连接,动平台只做三个方向的平移运动。通过对建立的Matlab/SimMechanics并联机器人模型进行仿真,验证了机构运动学分析的正确性。最后设计了PID控制器,实现了对动平台轨迹的控制。研究结果表明,此建模方法和控制方案是可行的,为并联机构的建模、控制提供了借鉴和参考。     

Coordinated motion control and event-based obstacle-crossing for four wheel-leg independent motor-driven robotic system

This work investigates the coordinated motion control and obstacle-crossing problem for a four wheel-leg independent motor-driven robotic system via a model predictive control (MPC) approach based on an event-triggering mechanism. The modeling of a wheel-leg robotic control system with a dynamic supporting polygon is organized. The system dynamic model is 3 degrees of freedom ignoring the pitch, roll, and vertical motions. The single wheel dynamic is analyzed considering the characteristics of the motor-driven and the Burckhardt nonlinear tire model. As a result, an over-actuated predictive model is proposed with the motor torques as inputs and the system states as outputs. As the supporting polygon is only adjusted at certain conditions, an event-based triggering mechanism is designed to save hardware resources and energy. The MPC controller is evaluated on a virtual prototype as well as a physical prototype. The simulation results guide the parameter tuning for the controller implementation in the physical prototype. The experimental results on these two prototypes verify the efficiency of the proposed approach.     

A relay-based method for servo performance improvement

This paper proposes a relay-based performance-improving method for servo mechanism systems. The method first utilizes a relay-based feedback technique to identify the model parameters and the Coulomb friction value. Then, based on the identified results, a control algorithm, which consists of a feedforward controller, a time-delay compensator and a sliding mode controller, is designed. The feedforward controller and the time-delay compensator are used to compensate the system dynamics and the external disturbances respectively. Their parameters are decided directly according to the identified values. The sliding mode controller is to stabilize the system, two of whose parameters are one-to-one mapping to the closed-loop characteristic roots. Thus, this method avoids the complicated parameters tuning process, which is attractive in practice to the control engineers. Experimental studies on a linear-motor-driven table illustrate that the proposed method is capable of improving the servo performance greatly and canceling the external disturbances effectively.     

基于Matlab软件的伺服系统设计方法

本文介绍了利用Matlab软件来完成伺服控制系统从模型建立、系统仿真、控制器设计、代码自动生成到效果检查的设计过程,从而形成一整套完整的伺服系统设计方法。