积分分离PID算法的电阻炉温度控制系统

为使大惯性、纯滞后的电阻炉温度控制系统的动态性能和稳态精度满足要求,提出了Smith预估结合积分分离PID算法;设计了温度控制器的硬件系统;对控制系统进行辨识;分析了Smith预估结合积分分离PID算法与单纯Smith预估控制算法的区别,并对两种控制算法进行了比较分析,确定了电阻炉温度控制系统参数;最后对Smith预估结合积分分离PID算法进行了电阻炉的温度控制实验;实验结果表明,采用Smith预估结合积分分离PID算法提高了电阻炉温度控制系统的稳定性,降低了系统的超调,稳态精度达到0.2℃,其动态性能和稳态精度满足系统控制要求.     

一阶时滞过程PID控制器优化准则

对单回路控制系统,期望得到控制器的统一优化准则.以误差积分性能指标描述系统时间响应,以环路函数的频域约束表示系统稳定裕度,从而建立一种综合的鲁棒性能(RP)指标,即系统的稳定裕度和积分性能的指数加权指标.针对比例积分微分( PID)控制器串联一阶时滞过程(FOPDT)的系统,通过计算机数值运算,选择出RP的合理加权因子范围为1～2.以加权因子取1.5的RP作为控制器优化准则,对时滞比从0到∞的FOPDT过程获得了最优PID控制.仿真表明,该法对鲁棒性和积分性能的折中是合适的,对一般工业过程的控制器参数优化有较大的借鉴意义.     

动态滑模控制在EAF电极调节系统中的应用

针对电弧炉电极调节系统的非线性、时变、模型不确定、大滞后等特点,结合高阶滑模和动态滑模控制的设计思想为其设计了一种动态滑模控制器,即通过微分环节构成新的切换函数,将不连续项转移到控制的一阶中,得到本质连续的动态滑模控制律,并将其应用到电弧炉电极调节系统中。对系统的阶跃响应和跟踪特性分别进行了仿真,仿真结果表明,所设计的动态滑模控制器不仅能使系统具有良好的动态性能和较强的跟踪特性,同时能有效地抑制系统的抖振,达到控制系统的动态品质要求。     

汽车ABS自适应灰色滑模控制算法的研究

汽车防抱死制动系统的控制过程具有明显的非线性和不确定性,滑模控制和灰色预测相结合的控制方法,可以有效地改善汽车制动效能。然而在控制算法中引入预测的同时也引入了误差,传统方法中的滑模函数不能有效适应预测误差,并且预测步长必须依靠实验法确定,缺乏通用性。为解决上述问题,提出一种ABS自适应灰色滑模控制方法,可以依据预测精度,动态自适应预测步长,通过加权比例因子调节形成动态滑模控制。仿真结果表明,自适应灰色滑控方法可以有效地提高ABS系统的快速性、稳定性及鲁棒性。     

永磁同步电机PID参数优化研究

研究永磁同步电机优化控制问题,永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,应用环境一般较为复杂且常常存在各种干扰使电机系统稳定性差,针对传统PID控制方式很难满足电机系统要求,控制效果差,超调大。为提高控制精度,提出一种改进的PID控制方法。将PID控制器的参数作为粒子群中的粒子,系统控制精度作为粒子的寻优目标,通过粒子搜索找到最优PID控制参数,从而对电机进行精确的控制。仿真结果表明,粒子群算法的PID控制器提高了永磁同步电机系统控制精度,为永磁同步电机优化设计提供了科学依据。     

基于LQR直升机模糊滑模跟踪控制

研究直升机系统稳定性优化问题,由于直升机系统的强耦合和非线性特性的影响,使飞行的稳定性和实时跟踪性差。为解决上述问题,对直升机原始数学模型进行近似线性化和解耦处理,采用模糊滑模控制方法实现直升机姿态角度的跟踪控制。首先,在滑模面的设计中引入最优线性二次型调节器,构建一种积分型切换面。其次,以切换面及导数的乘积和滑模切换增益的变化量为模糊系统的变量,实时调整变结构控制项的切换增益。仿真结果表明,通过控制器设计能够实现直升机姿态角度跟踪的稳定性,对外界不确定干扰具有强鲁棒性且控制器输出抖振问题得到明显改善。     

撤销发表《含扩展状态观测器的双馈风机事件触发滑模控制》一文的声明

2021年3月11日,本刊编辑部收到四川大学电气工程学院作者向勇、杨晓梅来函,针对发表于本刊2020年第47卷第5期39-46+74页的《含扩展状态观测器的双馈风机事件触发滑模控制》一文,因“存在较大的质量问题”,申请撤销发表。编辑部同意向勇、杨晓梅作者撤销发表该文的申请,并已将撤销发表情况告知收录本刊的各数据库。     

基于无源性与滑模变结构的独立直流微电网控制

针对独立直流微电网稳定性问题,提出了一种基于滑模变结构的电流无源双闭环控制策略,提高了系统的响应速度和抗干扰能力.首先,建立独立直流微电网系统数学模型,针对该模型应用无源性理论设计系统的控制输入,得到系统的端口受控耗散Hamilton(port-controlled hamiltonian with dissipation,PCH-D)模型.然后,针对系统的直流母线电压的稳定性问题,应用滑模变结构方法,当系统用电负荷、分布式能源和参数突变时,母线电压仍能稳定在其期望值上,并得到燃料电池电流的参考值.最后,通过Matlab仿真进行验证,对比本文控制策略与传统单一的无源控制策略,说明所提出的控制方法具有更好的动态特性和稳态特性.     

分数阶滑模控制算法在四容水箱中的应用及仿真

针对四容水箱系统存在模型不确定性、动态性能缓慢、耦合严重等问题,设计分数阶滑模控制算法对水箱液位进行控制。对传统整数阶滑模面和趋近率加以改进,得到控制效果更为灵活的分数阶滑模面和趋近率。使用李雅普诺夫理论对分数阶型滑模控制器的渐进稳定条件、适用范围、特性进行理论分析,提出算法的设计方法。通过与分数阶PID控制器比较,仿真实验表明分数阶滑模控制器对给定液位的期望值具有良好的动态性能,有效的减少控制过程中的超调,对系统参数摄动具有良好的鲁棒性。     

一种适应新型电力系统深度调峰快速调频的工程最速控制器

新型电力系统的标志是绿色能源的快速发展,电网亟需快速增加调峰、调频能力,要求现有火电机组能够大幅提升深度调峰和快速调频性能;但常规积分器(conventional integrator, CI)作用存在跟踪常值扰动效率不高的本质缺陷,导致目前火电机组过程控制普遍采用的比例-积分-微分(proportional-integral-differential, PID)控制性能不足以继续满足这种要求。鉴于此,发明一种工程最速跟踪滤波器(engineering fastest tracking filter, EFTF),采用EFTF构造出一种工程最速控制器(engineering fastest controller, EFC),解决CI作用的本质缺陷,实现工程上的最速控制性能。通过将EFC与最优PI/PID控制进行对比,验证了EFC的控制性能显著优于最优PI/PID控制。所给出的典型商业应用案例证明:与PID控制相比,EFC能够保证重要的过程参数不超标,大幅提升综合调频性能指标,可应用于PID控制难以胜任的场合,有效提高火电机组过程控制性能。