直流位置伺服系统改进型IMC-PI控制方法

针对直流位置伺服系统,提出了一种改进型IMC-PI控制方法。引入作用函数,并将其与IMC-PI控制器串联,构成改进型PI控制器,其中IMC-PI控制器根据内模控制原理进行设计,作用函数为系统偏差的微分表达式,其阶次的选择应保证系统开环传递函数为严格正则。改进IMC-PI控制可使系统的调节过程分为作用函数趋近零和保持为零的两个阶段,从而保证系统偏差按照作用函数等于零确定的轨迹趋近于零。仿真结果表明所提方法可使系统具有良好的动态响应性能和鲁棒性。另外,利用Qstudio RP实验平台跟随跟随1+sin(10t)rad正弦信号时,IAE为0.14 rad·s,实验结果表明该方法可有效改善伺服系统的性能。     

交流伺服系统改进型IMC-PI控制方法

针对三相交流异步电机速度伺服系统,提出一种基于内模原理的具有全局鲁棒性改进型PI(改进型IMC-PI)控制策略.为降低负载扰动对伺服系统的影响,引入一种误差微分表达式的作用函数,并与IMC-PI控制器串联,系统的调节过程分为作用函数趋向于零和等于零两个阶段;随后将全局滑模控制的思想引入到作用函数中,加入误差补偿项,使得系统调节过程只有等于零的阶段,系统获得全局鲁棒性.为消除微分作用的高频干扰,在作用函数中引入不完全微分.仿真结果表明,该方案能有效提升系统对负载扰动的抗扰性,并有效改善响应速度,使系统获得良好的动静态特性以及鲁棒性.     

基于输入特性分析的光电跟踪内模控制设计

内模控制是一种基于对象教学模型进行控制器设计的新型控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆.根据内模控制原理及光电跟踪系统参考输入及扰动输入特性,设计了一种新型位置控制器.并分析了IMC跟踪控制器的零稳念偏差及抗干扰性能.从仿真结果看,与常规PID控制相比,内模控制器参数调整简单、跟踪性能良好.特别是在针对目标突然机动的情况下.IMC控制器具有良好的稳态误差重构能力,即能迅速收敛到稳态误差.根据仿真结果数据统计,系统跟踪误差的均方根可减小到0.5 tarad,表明该控制器能够提高系统的跟踪精度,为高性能光电跟踪系统提供了一种新的控制策略.     

交流伺服系统模糊内模PID控制器设计

针对高精度交流伺服系统,将内模控制和模糊控制相结合,提出了一种模糊内模PID控制器设计方法.该控制器仅有一个可调参数,且能根据系统的偏差及其变化,利用模糊逻辑在线自动整定,克服了常规内模控制器参数整定要在系统标称性能和鲁棒性之间进行折衷选择的局限性,仿真结果表明模糊内模PID控制器既改善了系统的动态特性,又增强了系统的鲁棒性,将该控制器应用于某位置伺服系统,实验结果表明系统的性能和精度明显优于常规内模控制.     

伺服系统直流调速系统的改进型内模PD-I控制方法

为提高直流调速系统的控制性能,提出了一种改进型内模PD-I控制器的设计方法。根据直流电机的运行原理,建立了电机输出转速与输入电压变化率之间的数学模型,基于内模控制(Internal Model Control,IMC)原理和Taylor级数展开,设计了一种内模PD控制器,且可通过选择系统的截止频率实现控制器参数的整定。为了获得系统调节所需的控制作用,可将内模PD控制器与积分环节相串联构成改进型内模PD-I控制器,仿真和实验结果表明本方法可使系统获得更好的控制性能。     

主动队列管理机制中PI算法的一种参数配置方法

研究了主动队列管理机制中PI控制器的参数配置方法。AQM中PI算法默认的参数以及一些文献提出的参数配置方法主要是从稳定性考虑,没有保证系统的动态性能指标。在控制论中,"二阶最优模型"是具有较好的动态性能和稳态性能的二阶系统。提出了一种PI控制器的参数配置方法,可以使TCP/AQM控制模型的开环传递函数具有"二阶最优模型"的形式。NS仿真结果表明采用该方法配置的参数可以提高PI控制器的动态性能并保证系统的稳态性能。最后指出PI控制器参数配置对网络状态的敏感性,以及今后的研究方向。     

火箭炮伺服系统的模糊内模控制

为了实现某交流伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对实际系统中所存在的转动惯量和负载力矩变化大、冲击力矩强等各种不确定因素,根据内模控制在控制系统稳定性和鲁棒性理论分析方面的优势,采用内模控制可以提高控制器的设计水平,因此提出了一种内模控制方法.但是这种方法对模型的依赖性较大,因此结合模糊控制的优点,提出了一种模糊内模控制...     

基于综合识别的高速飞行器自适应控制方法(英文)

针对高速飞行器的传统自适应控制方法中控制器参数获取时间长,辨识存在收敛性的问题,设计了一种基于综合识别方法的新型自校正控制方案。首先,由在线直接可测量构成特征模型的特征状态量,并以特征模型作为参考模型来设计控制器;其次,通过获得的特征状态量来在线调配对象系统的零极点,输出达到期望性能所需要的控制参数。仿真结果表明:该方法能较理想地实现在线自适应控制,保证系统良好的鲁棒性和快速性,同时在工程上易于实现。     

基于鲁棒滑模策略的电机伺服系统内模控制

在模型不确定性和干扰状态下建立了基于鲁棒滑模策略的改进内模控制模型.这种控制模型的特征表现为,将内模控制策略和滑模控制结合起来,在模型不确定条件下也可以高效控制,且系统的抗干扰性能显著提升.另外由于引入了二自由度增强型内模控制,大大提升了对未知扰动的鲁棒性.仿真与实验研究结果发现,建立的这种控制器跟踪精度和稳定性高,且...     

飞行器自适应预设性能姿态控制设计

预设性能控制是一类可以同时保证系统响应瞬态与稳态性能的非线性控制方法。针对具有非线性与未知干扰的飞行器系统,研究了一种无逼近预设性能姿态控制器设计方法,并进行了数值仿真验证。首先,研究了在传统预设性能方案中潜在的奇异性问题;其次,针对该问题提出了一种拥有自适应边界的预设性能函数改进方案。当归一化误差达到一定阈值时,通过放宽性能函数边界并使其重新收敛,确保跟踪误差被包覆,避免误差越界引起的奇异性,防止控制系统崩溃。最后,通过数值仿真验证改进方案的正确性与有效性。仿真结果表明,改进方案可以保证系统在存在误差越界的情况下姿态控制回路运行良好,并能满足预定的控制要求。     

基于模型跟踪变结构控制的飞行重构控制律设计

提出一种基于模型跟踪变结构控制的飞行重构控制律的设计方法.利用该方法能实现受控对象对理想模型较高精度的跟踪,使重构飞行控制系统具有较好的控制性能.首先设计了一个比例-积分滑模面以确保消除稳态误差,采用极点配置技术使滑模具有良好的动态品质,其次利用饱和控制技术来减少变结构控制引起的抖振现象,最后以某型飞机纵向飞行控制系统为例进行了相应的数字仿真.结果表明重构系统不仅实现了无抖振模型跟踪,而且还具有较强的鲁棒性.     

基于重复控制的前馈补偿方法研究

军用移动电站的并网系统在向电网馈电的过程中,当电网电压波动,特别是系统工作于轻载时,会使并网系统输出电流畸变,电流谐波含量增高．在研究传统并网电流控制的基础上,首先提出将重复控制引入电网电压前馈控制计算中,达到抑制电网突变对系统前馈的影响和消除电网周期性扰动产生的电流畸变的目的,提高了系统稳定性;然后采用前馈控制和PI控制器串联方式,保证系统的动态性能．实验结果表明,基于重复控制的前馈补偿方法便于实现,该方法能够降低并网电流总谐波,提高系统稳态特性和并网输出电压质量．     

起重机吊重摆角的自适应神经网络补偿控制

为了控制起重机吊重摆动幅度在最短时间内衰减到规定范围或平衡点附近,同时考虑到由于外界不确定性因素导致的系统模型的不确定性,设计了自适应径向基函数Radial Basis Function（RBF）神经网络补偿控制器。RBF神经网络对系统模型的未知函数进行辨识,并将辨识信息提供给控制器。实验结果表明：吊重摆角约在5s时跟踪给定幅度的正弦信号,并在参考信号发生突变时,摆角仍在给定的范围内;RBF神经网络约在5s后几乎以零误差辨识未知函数。所设计的控制器对不确定性因素具有较强的鲁棒性,这也验证了控制系统稳定性证明结论。     

改进火炮拖动随动系统跟随特性的方法

为了提高火炮拖动随动系统跟随误差精度,在三环伺服控制系统的基础上,提出了一种经典控制和智能控制相结合的方法.利用误差补偿的思想,在位置环采用前馈校正和超前校正的复合控制.采用模糊PI参数自整定控制的思想,在速度环上设计了智能模糊控制器.仿真结果表明,与PID控制系统相比较,系统的动态误差精度从10-3提高到10-4,明显地增强了火炮拖动随动系统的动态跟随特性,并使系统具有较强的鲁棒性.     

坦克稳定器的神经滑模控制方法

针对坦克稳定器这一类非线性和不确定性的复杂控制对象,提出一种神经滑模控制方法。该方法将滑模控制与神经网络相结合,解决了控制系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而神经网络具有很强的自学习功能,通过学习能够保证系统的稳定性,同时可对扰动和参数变化进行有效的抑制补偿,从而在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的。从理论上证明了滑动平面的稳定性,并且通过仿真验证了该结果。仿真结果表明该设计方法优于经典设计,为实际设计提供了一种可行的新方法。     

导弹气动参数变化时PID与模糊控制的仿真

以参数大范围变化的导弹为研究对象,分别设计PID控制器和模糊控制器,并对PID控制器和模糊控制器组成的稳定回路进行仿真,仿真结果表明,PID控制器不能适应参数大范围的变化,表现为容易产生超调。简单模糊控制器对外界参数具有较好的适应性和鲁棒性,但存在稳态误差,通过采取模糊——积分并联混合,改善了模糊控制的稳态性能,提高了模糊控制的稳态精度。     

磁悬挂天平的变结构控制

鉴于磁悬挂天平系统强烈的非线性特性及存在的多种不确定性 ,针对非匹配不确定性情况设计了变结构控制器。根据对悬浮时模型受力图的分析及其模型两端电磁力、电流和电压的平衡关系 ,并以Y轴方向受力为例 ,讨论了磁悬挂天平的非线性变结构设计过程。该设计的目的是使镇定误差趋近于 0 ,其设计步骤包括期望性能到期望力的传递、满足滑动模态可达条件的控制力到控制电压的传递、控制电压的求解。同时对设计的结果进行了仿真分析 ,仿真结果表明磁悬挂天平的变结构控制系统具有良好的动态性能     

旋转弹仓的鲁棒控制器设计

利用满意控制的理论,给出了一种满足期望性能指标的旋转弹仓控制器设计方法.利用系统本身的积分器,保证了静态时无余差.使用Lyapunov矩阵不等式,通过状态反馈,配置系统闭环极点于指定圆形区域而使闭环系统具有较好的动态品质.MATLAB/NCD工具箱进一步局部寻优,得到在饱和特性下,控制系统多种指标的同时满足某型号旋转弹仓的数值算例,证明了该方法的有效性.     

刚体姿态控制在火炮自动操瞄中的应用

刚体姿态控制问题近年来在空间站控制、机器人控制以及飞行控制等方面有广泛的应用,用误差四元数从动力学和运动学两方面对姿态控制进行全局描述,并用李雅普诺夫方法得到基于误差四元数的姿态/速率控制器,结合某压制火炮自动操瞄控制对此控制方法进行了仿真分析.