基于S7—200改进Bang-Bang控制算法在温度控制中的应用

针对硬胶囊生产对风干区温度控制的要求,在研究了Bang-Bang控制算法的基础上,提出一种改进的Bang．Bang控制算法,该算法不但有效抑制了温度超调、克服了温度惯性,而且提高了控制精度。经实际应用表明,该算法控制策略简单,控制精度高,具有较高的实用价值。     

基于单神经元自适应PID控制的温控系统研究

采用Bang—Bang控制和单神经元自适应PID控制相结合的控制方法,并且对Bang—Bang控制进行改进,即引入逐级递减Bang—Bang控制的概念,并且使Bang—Bang控制的控制初始值以一定的规律按照温度设定值的变化而变化。实验结果表明,该控制算法对于电加热炉温度具有较好的控制效果。     

S9000e在真空处理预热站的应用

介绍了攀钢RH-MFB真空处理装置预热站的煤气、氧气流量调节系统原理、软件设计及实现.控制系统采用Honeywell公司的S9000e系列小型集散控制系统,通过软件设计,PID调节阀的开度,来控制燃烧混合流量的配比.在不同的工艺温度要求下,选择相应的加热升温曲线,对RH真空室进行干燥和预热.系统自投运以来,运行稳定可靠,控制精度在±10 ℃以内,节能降耗显著.该控制系统软件设计简便,硬件成本低,适用于加热炉或均热炉等工业炉窑的过程控制,值得推广应用.     

倒立摆系统的自摆起和稳定控制

为了实现一级倒立摆系统自摆起和稳定控制，该文采用了最优控制与PID控制相结合的控制方法。首先，采用Bang—Bang控制理论设计开环时间最优控制器，实现倒立摆的平稳快速摆起，同时设计经典PID控制器控制小车位置；然后采取线性二次型最优控制理论设计LQR控制器，将倒立摆稳定在平衡位置。计算机仿真和倒立摆系统实时仿真表明，文中提出的控制策略和控制算法得到了很好的验证，取得了满意的效果。     

弹载电液舵机的Bang—Bang＋PID双模控制研究

本文结合一弹载电液舵机系统,介绍了电液位置伺服系统的工作原理。经过推导,建立了该舵机的数学模型。在MATLAB／Simulink中搭建了舵机的仿真模型,分别对PID控制和Bang—Bang控制进行了仿真,仿真结果表明这两种控制方法无法获得满意的控制效果。为取得良好的控制效果,将PID控制和Bang－Bang控制相结合,设计TBang-Bang＋PID双模控制器,提高了系统的控制效果。     

基于NBPID的回滞系统控制

回滞现象广泛存在于许多领域，其不可积的非线性特性给控制设计带来了困难。提出的NBPID控制器是基于神经网络逆模型前馈控制(N)，加上改进的Bang—Bang控制(B)的PID控制器。首先通过神经网络逆模型的前馈控制来削弱回滞带来的影响，然后在PID控制器的基础上，为了进一步控制误差，加上改进的Bang—Bang控制。通过设计出的NBPID对回滞系统进行控制，仿真结果表明控制方法是有效的。     

气动人工肌肉关节的自抗扰控制

气动人工肌肉关节系统是一个强非线性时变自平衡2阶系统,鉴于传统控制方法难以克服控制精度、调节速度和稳定性之间的矛盾,设计了一种2阶自抗扰控制器.采用3阶扩张状态观测器实时估计未建模型部分及外界扰动,对系统进行线性补偿,并利用非线性反馈机制提高控制效率,在保证稳定性的前提下,提高调节速度和控制精度,使得系统的稳态精度小于...     

气动肌肉群驱动球关节机器人的无模型自适应控制

设计了一种由气动肌肉群驱动的三轴球关节机器人,并对其进行逆运动学分析.根据该机器人的运动学逆解,提出了基于非线性反馈的气动肌肉群控制策略.气动肌肉系统是一个强非线性时变的自平衡系统,鉴于传统控制方法难以克服控制精度、响应速度和稳定性之间的矛盾,引入改进型无模型自适应控制器.实验证明,在保证稳定性的前提下,控制器提高了系统的调节速度和控制精度,使得系统的稳态误差小于0.3,取得了良好的控制效果.     

基于T-S模糊的欠驱动机械臂的平衡控制

针对欠驱动机械臂平衡控制精度低,鲁棒性差,抗干扰空间狭窄,起摆成功率低等问题,提出了一种基于T-S模糊结构和线性调节理论的欠驱动机械臂平衡控制策略,并实现了一种新的起摆-平衡控制方式.首先将系统设定的状态空间分为若干个模糊子空间,通过线性二次型最优理论和线性调节理论,在每个模糊子空间建立局部控制器,保证系统在每个局部子空间中平衡,并最终收敛于给定平衡点,然后使用隶属函数平滑的将各个局部控制器连接起来,最终得到非线性控制对象的模糊平衡控制器,实现了欠驱动机械臂在任意给定点的平衡控制.实验结果表明,所提出的控制策略控制精度高,抗干扰范围大,鲁棒性强,起摆成功率高,并且易于实现,具有较高的推广和应用价值.     

基于TMS320F28069的自平衡机器人控制系统设计

通过分析自平衡机器人的工作原理,设计了自平衡机器人控制系统的硬件电路.将TI公司研制的TMS320F28069作为主控制器,利用外围电路控制自平衡机器人保持自身平衡,并完成前进、后退和转向运动.最后,采用PID控制算法对自平衡机器人的姿态角和电机转速进行闭环控制,大大提高了控制精度.     

欠驱动船舶的光滑时变指数镇定

船舶水平面运动的欠驱动特性使船舶运动控制的研究具有了新的内涵．本文在船舶水平面运动的运动学及动力学模型基础上,将其演化为二阶系统方程组．针对其欠驱动的特性,借助微分同胚变换及控制输入变换将其转化为两个子系统,分别设计状态反馈控制律,从而得到了原系统的具有指数收敛速率的时变光滑反馈镇定律,实现闭环系统所有状态全局指数收敛至平衡点．该方法可用于欠驱动船舶动力定位或自动泊位控制．最后的仿真试验验证表明本方法是有效的．     

Stabilization of unstable vertical position of plasma in T-15 tokamak. II

The paper is devoted to the development and mathematical modeling of a stabilization system for unstable vertical plasma position in a T-15 tokamak (Institute of Tokamak Physics, NSC “Kurchatov Institute”). In the second part of the work, we give a comparison of linear systems for stabilization of vertical plasma position for two versions of the location of the fast coil for the T-15 tokamak’s horizontal magnetic field (HFC-coil): a) between the toroidal coil and vacuum vessel, b) inside the vacuum chamber. We estimate parameters for control systems with impulse actuator in the pulse-duration modulation mode and relay mode. Our studies were done on a linear model of plasma in the T-15 tokamak obtained by linearizing the plasma-physical DINA code on the quasistationary stage of the discharge.     

EAST等离子体击穿计算

关于等离子体放电优化控制问题,由于在托卡马克等离子体放电中,等离子体击穿的条件是获得合适的环电压以及尽可能大的零场区。较好的零场只有通过调节极向场线圈电流才能实现,同时EAST极向场系统采用了一体化的设计,但还没有专门的补偿线圈来控制放电初期有较好的零场,根据要求计算零场区结果应与实际实验结果相符。为解决上述问题,提出调节极向场线圈电流以获得较好的零场区,使等离子体顺利击穿。根据提出的磁通环、磁探针等测量信号,计算出了等离子体击穿的零场区、击穿前后的涡流变化及分布,并利用高速CCD记录等离子体放电的击穿过程来验证结果的准确性,取得了与实验一致的结果,为EAST正常放电提供了很好的参考价值。     

The self-consistent equilibrium and diffusion code sced

The SCED code solves the equilibrium equations for a Tokamak axisymmetric configuration and the plasma diffusion equations. The equilibrium system takes into account the presence of a magnetic circuit made of iron, the currents in the poloidal coils and the plasma pressure and toroidal field profiles. The plasma boundary is a free boundary defined by its contact with a limiter. A variational formulation of the problem is written and the equations of the poloidal flux ψ are solved by a finite element method; the Picard and the Newton algorithms are tested for the treatment of the non-linearities and compared on TFR and JET equilibrium configurations. The variation of the plasma position with respect to the currents in the coils is then studied by a continuation method and the link between the convergence of the Picard method and the stability of the plasma motions is proved. The evolution problem takes into account the induction of the primary coils and the penetration of the eddy currents in the vacuum vessel. The 2D diffusion equations for the electronic and ionic densities and temperatures and for the poloidal flux are written in terms of the toroidal flux by averaging over the magnetic surfaces. These equations are solved by an implicit scheme in time and by a finite difference scheme in space; the non-linearities are treated by the Newton method. The coupling between the equilibrium system and the diffusion equations enables one to follow the evolution of the plasma boundary. The study of the plasma motions in TFR, in the presence or absence of a feedback system, has been performed with this code and compared with the experimental observations.     

大型临近空间等离子体真空环境模拟技术研究

航天器在轨运行时会因与空间等离子体之间的相互作用而影响其在轨运行的可靠性,进而影响航天器各项性能。通过传统空间飞行的方法进行研究分析,其代价巨大且不易实现,而采用地面真空环境模拟系统来进行模拟试验具有不可替代的优势以及重要意义。通过对组成等离子体环境模拟系统的真空容器、真空获得以及测控等三个子系统进行结构设计、仿真分析和数值计算等研究分析,结果表明：当真空容器的最大应力为113.2MPa,最大变形为0.59mm时,容器的结构稳定性可以满足模拟试验的要求;真空获得系统的抽气时间可满足试验需求;测控系统的结构设计以及人机交互性能满足试验过程中的使用需求。     

大容积真空容器的压强和流量远程监控系统

为了精确地控制和调节HT-7托卡马克装置壁处理过程中真空室压强和流量，特构筑了一套硬件上采用研华工控机、板卡及现场智能仪器，软件上基于VC＋＋编程环境的监控系统，通过相应的接口电路设计，该系统很好地实现了真空室压强的负反馈控制和真空室进气流量的远程调节，建立了HT-7大容积真空室充气系统的定量控制平台；该远程监控系统的可靠性和先进性已在2005年春季HT-7壁处理实验中得到验证。     

Stabilization of unstable vertical position of plasma in T-15 tokamak. I

Consideration was given to the design and mathematical modeling of the stabilization system for unstable vertical position of plasma in the T-15 tokamak (Institute of Tokamak Physics, National Research Centre “Kurchatov Institute”). For suppression of vertical instability of plasma, the poloidal systems of vertically elongated tokamaks were analyzed with the aim of detecting the most efficient positioning of the winding of the horizontal magnetic field (fast winding) in the T-15 tokamak. The controllability domains of vertical shift of the plasma magnetic axis were estimated for various arrangements of the fast winding (i) outside the toroidal winding, (ii) between the toroidal winding and the vacuum chamber, (iii) inside the tokamak vacuum chamber. Part I considered the linear control system for vertical plasma position where the fast winding is located outside the tokamak toroidal winding. For the given configuration of the poloidal system, the control system of the T-15 tokamak was shown to be inherently unstable. Inherent system stability is attained by using a multidimensional control system where all windings of the central solenoid and the windings of the poloidal field are used to control the vertical plasma position and the current in the fast winding.     

基于遗传优化的水平欠驱动机械臂分层滑模控制

针对二自由度水平欠驱动机械臂系统,提出一种基于等效控制理论和李雅普诺夫反馈函数法的分层滑模变结构控制方法.同时,为解决由于欠驱动系统控制缺少通用的参数计算方法而产生控制精度低的问题,提出了针对水平欠驱动系统的遗传算法在全局参数空间进行全参数寻优的改进控制方法.仿真结果表明了该方法的有效性,并且优化后的控制器具有较好的适应性和控制效果.     

The cascade multivariable control system of poloidal magnetic fluxes in a tokamak

This paper presents the model of Globus-M active spherical tokamak without plasma in the vacuum vessel. The tokamak passive structures are taken into account in the model. The authors develop the multivariable control system of poloidal magnetic fluxes in the tokamak vacuum vessel of the external cascade based on the internal current control cascade in the poloidal windings. The numerical simulation results of the control system in Matlab are given.     

薄壁筒形件旋压制造外径尺寸在线检测系统

为提高薄壁筒形件旋压制造尺寸精度,针对当前旋压制造无外径尺寸在线检测的现状,设计了一种基于位移传感器和角度编码器组合测量的在线检测系统.通过建立直角坐标系,将采集的位移和角度信号换算得到筒形件轮廓坐标,根据坐标拟合圆,得到外径尺寸.完成了系统软件设计和硬件系统搭建,并进行了实验验证,结果表明:系统测量分辨率小于0.05μm,检测精度可达2μm,且重复性良好,是一种筒形件外径尺寸在线检测的可行方案.