线性自抗扰控制在雷达伺服系统应用

随着雷达探测技术的发展,传统PID算法存在对控制增益敏感、“快速性”和“超调性”不可调和以及微分很难选取等缺点,已不能满足雷达伺服系统对控制性能的要求。自抗扰控制(ADRC)具有不依赖被控对象模型、无超调、响应速度快、鲁棒性强的优点,越来越受到重视,但其缺点是参数众多、调节过程复杂。线性自抗扰控制器(LADRC)通过对自抗扰控制算法线性简化和参数整合,极大简化其参数和调节过程,同时又保持了自抗扰控制的优点。将线性自抗扰控制器应用到雷达伺服系统以提高其响应快速性和鲁棒性,减小系统的超调性。最后对比传统PID控制器,试验结果表明,线性自抗扰控制器在提高雷达伺服系统响应速度、稳定性、抗干扰和鲁棒性方面优于PID。     

MPPT控制器的线性自抗扰控制

光伏并网发电系统极易受到外部环境的影响,并且抗干扰能力较差。环境改变、电网不稳定或参数难以确定等原因都会对电能输出效率和其工作效率造成很大影响。针对光伏系统的这些特性,提出一种线性自抗扰控制器对电流进行控制。采用扩张状态观测器对扰动进行补偿,从而快速消除扰动,达到平和状态,使系统对扰动有着很好的适应能力。为了验证该算法的有效性,通过Matlab/Simulink仿真表明,加入自抗扰控制器能够明显提高光伏并网系统的跟踪速度和控制性能,降低了功率震荡,在外界环境突变的情况下,也能够达到很好的效果。     

基于线性自抗扰控制的永磁同步电机调速系统

针对自抗扰控制(ADRC)中需要整定参数较多,且无明确物理意义,只能采取试凑法的问题,提出了线性ADRC的控制方法,并将其应用于永磁同步电机的速度环中。线性ADRC需调整的参数大大减少,调节过程得以简化,且减少了计算量,便于硬件控制器实现,控制效果却与非线性ADRC相当。通过仿真试验,与PI控制和ADRC进行比较,可得出线性ADRC克服了非线性ADRC其参数调整难度大的缺点,保留了其静动态性能和鲁棒性较好的优点。     

自抗扰技术在高精度跟瞄系统中的应用

介绍了一种应用于高精度跟瞄系统的自抗扰控制器。通过与常规PID比较,对该控制器进行了功能分析,并结合实际系统,分析出其在控制上的优越性;分别采用PID控制器和自抗扰控制器对高精度跟瞄系统的速度环进行了设计。在Matlab仿真和实验验证中得到了一致的结果:自抗扰控制器能改善伺服系统的速度响应特性,可以实现阶跃响应快速无超调。在突发扰动条件下,自抗扰控制器的跟踪精度稳定性和鲁棒性均优于常规PID控制器。     

面黑体辐射源的温度自抗扰控制

设计了一种基于自抗扰控制(ADRC)的面黑体辐射源温度控制系统,通过对系统状 态与未知扰 动进行实时的观测和有效的补偿,提高了黑体辐射源的控温品质。在实际应用中,为了平衡 控制输入大小与 扰动估计速度,将扩张状态观测器(ESO)参数β03改造为 分段函数以避免扰动估计量过大引起的饱和作用。结合LabVIEW软件的图形 化编程,在Compact RIO实时控制器中实现黑体辐射源的温度控制和实验数据采集。通过在 控制软件界面 中实时观测系统各状态,从而快速有效地整定控制器参数。实验结果表明,ADRC算法能够 有效地提高面 黑体辐射源的温控品质,温度稳定性达到9min,并且有着更强的抗扰能力。     

基于线性自抗扰的消防水炮控制系统

针对消防机器人中水炮控制系统存在非线性、快时变、强耦合的特点,提出一种基于线性自抗扰的控制策略以提高控制精度。给出消防水炮伺服控制系统的结构及数学模型,设计线性自抗扰控制器,并根据现代控制理论给出线性自抗扰控制的参数选择方法。在消防水炮控制实验平台对线性自抗扰控制器与常规的PD控制器进行对比实验。实验结果表明,该方案与传统PD控制相比较,具有控制精度高、超调量小的优点,改善了系统的控制性能。     

无线激光通信线性自抗扰控制研究与实验

针对无线激光通信系统的粗跟踪控制技术难点,设计了串级粗跟踪控制结构,引入了线性自抗扰控制器,采用线性扩张状态观测器观测系统的总扰动,并进行了模拟动态跟踪实验,对比在0. 5Hz、1Hz和2Hz扰动下,线性自抗扰控制器和比例积分微分控制器的控制误差。实验结果表明线性自抗扰控制器具有更高的控制精度和更好的稳定性。     

高精度模糊自整定温度控制系统研究

针对半导体专用设备对温度的特殊要求,采用了一种基于模糊算法、对加热对象适应能力较强的变参数温度控制系统,通过在某半导体专用设备中使用考核,该控制系统控制精度、对控制对象的适应能力、抗冲击能力以及稳定性得到了很好地验证。     

高精度雷达天线自抗扰控制技术研究

针对阵风扰动影响高精度雷达天线指向和跟踪性能,提出基于ADRC的阵风扰动补偿设计方案。结合天线速度环数学模型结构,分析了选用ADRC的原因;针对速度环存在时滞,基于Smith输出预估器进行设计,从而使输入到输出之间变成无时滞的惯性环节;对输入指令进行过渡过程预处理、并基于扩张状态观测器和高增益控制器对控制系统分别进行状态观测和控制律设计;仿真分析和工程现场测试表明,基于ADRC可实现对阵风扰动的有效抑制。     

简易高精度温度测控系统

工业产品的生产以及研发对温度的精确度有这很高的要求,尤其是大型的制造工业中更是如此,这是保障工业生产能够正常稳定按计划进行的必备条件。本文介绍了一种简易的高精度测控系统,简单的叙述了他的工作原理,希望有所助益。     

高精度温度控制系统的设计及应用研究

为了获得连续可调谐高频微波信号,首先设计了一种基于单片机控制的高精度热电制冷器(TEC)温度控制系统,该控制系统的控制芯片采用MSP430F149单片机,通过温度传感器TMP112进行温度信息的采集,驱动电路产生的PWM波信号驱动TEC芯片进行温度的控制,稳态误差约为0.060C。其次,利用该温度控制器控制光纤的温度,通过调节TEC温度控制器的温度,获得了10.872-10.905GHz的高频微波信号,信号频移大小和温度的斜率为1.1MHz/0C,如果增加控制系统的温度调谐范围可以获得更宽调谐范围的微波信号。     

基于STM32的高精度温度控制系统设计

设计一种使用STM32单片机来控制半导体制冷器TEC实现高稳定度、高精度温度控制系统,整个温度控制系统主要包括:STM32单片机最小系统、温度控制模块、温度控制串口上位机、PID算法、TEC等。通过对温度控制模块进行改良,来降低开关损耗,提升电路的工作效率以及可靠性,同时将积分分离PID算法改进为变速积分PID算法,实现稳定、高精度的温度控制。     

基于神经滑模变自抗扰控制的感应电机变频调速系统设计

基于强化感应电机变频调速系统的调速质量及响应速度的考量,文章设计出建立在神经滑模变自抗扰控制的感应电机变频调速系统。应用ADRC控制,在基础上提升了调速系统控制品质与控制精准性能。综合神经逆控制思想,创建起神经滑模变自抗扰控制器,减少系统的抖振现象,实现对感应电机调速系统转速、转矩、磁链等参数的最优化控制。     

采用自抗扰控制的空间激光通信精跟踪系统

空间激光通信的视轴稳定是激光通信链路建立的前提。针对通信终端载体的非线性扰动和扰动模型未知造成视轴稳态误差较大的问题,设计了自抗扰控制方法,并采用模糊控制理论自适应调整非线性状态误差反馈控制律中的相关参数。实验结果表明,与自适应PID控制方法相比,采用模糊自抗扰控制方法可以有效抑制平台的非线性扰动,并且具有较快的响应速度与较强的鲁棒性,可以满足系统的稳态精度要求。     

基于自抗扰控制的空间飞行器姿态控制研究

空间飞行器姿态控制的主流方法是基于经典控制理论的,但它要求建立对象精确的数学模型。当对象模型不精确或是具有非线性、时变特性时,经典控制方法将很难满足实际的设计要求。在分析了空间飞行器姿态运动特性的基础上,引入自抗扰技术,设计了两种姿态控制系统,并将两者的结果进行对比,验证了自抗扰控制方法的有效性,同时指出了在实际应用中需注意的问题。     

基于微型压缩机的高精度紫外激光器温控研究

温度对全固态紫外激光器的输出特性起着至关重要的作用。为了使全固态紫外激光器输出稳定,需要对其进行精确的温度控制,本文主要介绍一种基于蒸气压缩式变频制冷系统和电热补偿的温度控制方法实现对紫外激光器的高精度温控,该方法采用PID作为基本控制算法,对微型直流变频压缩机转速和电热功率进行控制,从而实现恒温系统兼具体积小、重量轻、效率高、温控好等特点。实验结果表明:该方法响应速度快,仅需6min就能使系统达到稳定;控制精度高,水温精度最高能达到001℃。随着紫外激光器在打标、精密切割等行业的大量应用,该方法兼具诸多优势,具有很高的实用价值和推广意义。     

高精度半导体激光器温控系统的设计与实现

为了使半导体激光器辐射波长和发光强度的稳定性不受环境温度的影响,设计了一款高精度半导体激光器温控系统。采用AD620和LTC1864芯片设计了温度采集电路,用MAX1968和LTC1655设计了温度控制电路,而用TMS320F2812实现对整个系统的精确控制;提出了自适应模糊比例-积分-微分控制策略并完成了软件实现。在环境温度约15℃时,分别设定25℃和20℃进行试验,温度控制精度达±0.05℃。结果表明,该温控系统响应速度快、稳定性高。     

Robust position control and disturbance rejection of an industrial plant emulator system using the feedforward-feedback control

An important class of electromechanical system known as the industrial plant emulator system which represents the many practical systems used in the industry. The motion control of the emulator system is challenging and important one as it mimics the system class of conveyors, machine tools, spindle drives, and automated assembly machines. In this paper, a new quantitative feedback-feedforward approach is proposed to address both tracking and the disturbance (measurable, uncertain) rejection problem. The proposed methodology is centered on the design of feedback controller with the inversion based feedforward control. The proposed method converts the problem on the uncertain system into a nominal sensitivity problem which is simple, less conservative and easier to solve for a large number of uncertain parameter system such as the emulator plant. The unknown dynamic of the disturbance (motor) is identified practically by a step response (three parameter model) for integrating system. The proposed feedforward/feedback control is experimentally demonstrated to meet the tracking and reject the disturbance with the less demand on the feedback control as compared to the existing methods under different loading condition.