电子横移伺服LQR最优控制器设计

为了提高系统的稳态精度和动态性能,将LQR最优控制算法应用于高速经编机电子横移伺服控制系统.建立了伺服系统状态空间模型,引入了一类具有指数衰减度的二次型函数作为系统性能指标.仿真结果表明,所提出的电子横移伺服LQR最优控制算法易于工程实现,保证了系统的稳定性,具有良好的频响特性,改善了系统的动态特性,实现了无静差高精度控制.     

An analysis,design and tuning of Cascade Control Systems in the presence of constraints in actuator and process outputs

In the presence of rate constraints in actuator, design of cascade controller based on the primary controller conditional integration can result into closed-loop system oscillations. Stability analysis, performed by the describing function technique and confirmed by simulation, demonstrates that the solution based on the Anti-Reset Windup Cascade Control System (ARW CCS) structure is successful. Design and tuning of the ARW CCS secondary controller is a standard ARW single-input single-output problem. In the present paper tuning is proposed for the ARW CCS primary controller. For the serial process modeling simple rules are derived and confirmed by experimental results, obtained on a drum type boiler of a 210 MWe lignite coal fired unit. General design of the ARW CCS is based on the parallel process modeling and optimization of the primary controller. Optimization is performed in the frequency domain, under constraints on the maximum sensitivity, multiplicative uncertainty bound and sensitivity to measurement noise. Simulation and experimental results on a laboratory thermal plant demonstrate effectiveness of the proposed optimization.     

非线性PID自学习控制方法研究

针对非线性、多变量、强耦合系统的控制问题,提出一种基于双曲函数的非线性PID自学习控制方法。在PID控制过程中,用双曲函数构造比例、积分、微分3个增益参数分别随误差变化的规律曲线,将传统线性PID控制律转化为非线性PID控制律的控制思想,并使用自学习算法实时调整3个非线性增益函数的增益系数,实现基于双曲函数的非线性PID自学习控制。仿真实验结果表明,与其他控制方法相比,该方法具有更强的鲁棒稳定性和抗扰动能力,是一种有效的控制方法,在非线性控制领域具有重要的应用价值。     

基于ARM9的自适应模糊PID定长切割控制系统

针对管材在线定长切割过程中位置和速度跟踪控制的难点问题,研发了以基于ARM9 S3C2416微处理器的控制器为核心的定长切割控制系统,并且采用基于自适应模糊PID控制器的伺服闭环控制系统,实现了管材定长切割的高精度控制。主要讨论了定长切割控制系统的硬件和软件设计、伺服系统建模、自适应模糊PID伺服跟踪技术的应用。实践证明:该控制系统采用触摸屏代替PLC,功能稳定,实时性高,操作灵活方便;采用自适应模糊PID控制器可明显提高其动态响应性能及定长切割的精度,使控制系统具有成本低、可靠性高、抗干扰能力强、控制精度高等优点,能够满足定长切割的精度要求。     

基于模糊PID大型电力机组温度过热控制

随着高精密技术的发展,高精度、超高精度的温控系统越来越多被人们运用于大型电力机组中。传统的温度控制系统对各异的真实系统适配性较差,不能保证系统性能,适应性较差。针对这些问题,提出了一种模糊自适应PID大型电力机组温度过热控制算法,即专家-模糊PID控制器方法,根据温度偏差选择采用专家控制还是模糊PID控制,克服适应性差的问题。用专家控制避免设定值震荡,并通过模糊PID温度控制较快达到设定初始目标温度值,并稳定在该值上。最后通过仿真实验证明这种模糊PID超精度温度控制系统对于大型电力机组的温度过热控制问题具有控制精度高、响应速度快、温度波动小等优点。     

船舶横向运动鲁棒PID控制及优化

针对船舶横向运动控制特点,为达到航向舵控制航向同时达到减横摇的目的,提出了一种基于闭环增益成形和模糊优化算法的鲁棒PID控制器设计方法。根据具有工程实际意义的横摇和艏摇带宽直接构造出横摇、艏摇鲁棒PID控制器,并基于横摇与艏摇频谱,组合成横向控制器。由于用舵来减摇不可避免地增加了舵机的工作负担造成较大的舵机损耗,为此提出对横摇和艏摇控制器输出加入权重分配,采用模糊算法优化横向控制器权系数的方法,达到系统性能综合最优。仿真结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性,合理的权系数选择,不但可以达到降低舵机损耗的目的,而且提高了航向控制精度。该控制器设计简单,易于船舶横向运动控制的实际工程应用,具有一定的研究价值。     

改进的细菌觅食优化算法

细菌觅食优化算法是一种受大肠杆菌觅食现象启发产生的一种群体进化算法,该算法具有良好的全局优化能力,鲁棒性强,算法简单等优点,但其也存在易早熟,收敛速度慢等缺点. 根据其缺点,提出了一种改进的细菌觅食优化算法,改进后的算法收敛速度加快,在一定程度上避免了易早熟的缺点. 将原算法和改进算法应用于PID参数的在线自整定,通过matlab仿真实验证明了算法改进后的优越性.     

数字式电子调速器的研究

简述了电子调速器的产生和发展、优点以及应用的领域,电子调速器的四个组成部分：控制器、执行器、执行器驱动机构和传感器,各个组成部分的作用,不同调速系统采用的不同的执行器和传感器;分述了不同的控制策略：PID控制、模糊控制、模糊PID控制和模糊自适应PID控制,以及对调速系统的调速性能和稳定性的提高;不同系统采用的不同的建模和仿真方法,提出了现阶段电子调速技术存在的几个问题：控制算法的选择、控制器的处理能力和执行器的精度;今后发展的方向：引入智能控制算法、多CPU结构体系的采用、控制器的抗干扰以及专用执行器和传感器的开发和扩展更广阔的应用领域.     

两轮自平衡车控制系统的设计与实现

根据飞思卡尔智能车竞赛的要求,设计了基于MC9S12XS128单片机的两轮自平衡智能车控制系统.介绍了该智能车系统的硬件模块电路设计、控制系统的构成及核心控制算法的实现.在此基础上详细介绍了用于智能车直立控制、速度控制和方向控制的参数调试时简单易行的关键技术.经过反复多次的实验表明,本文设计的两轮自平衡车控制系统性能可靠,在车身保持直立平衡的同时能够沿着赛道快速平稳运行.     

基于变速积分PID的恒温控制系统的应用研究

在多个领域都会用到恒温控制系统,设计一种基于变速积分PID的恒温控制系统,系统以STM32为核心处理器。该文讲述了系统的构成,分析了变速积分PID算法,并在恒温控制系统中得到运用。经过长时间的调试,得到合适的PID系数,使得系统的控制精度达到＆#177;0.01℃/30min。系统具有性能稳定,可靠性高的优点。