基于RBF神经网络的TCSC自适应PID控制

针对可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Capacitor,TCSC)的传统PID控制器存在鲁棒性差和自学习能力不强的问题,利用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络可以无限逼近非线性系统的特性,提出了一种基于RBF神经网络设计的TCSC自适应PID控制器.该自适应PID控制器不仅具有传统PID控制器结构简单、易于工程实现等特点,而且通过RBF神经网络辨识的被控系统Jacobian信息来在线实时调整PID控制的参数,对被控系统参数和运行状态改变有较强的适应性,克服了常规PID控制器鲁棒性不强的缺点.两机五节点系统和四机两区域系统的仿真结果表明所设计的控制器控制效果明显优于传统PID控制器,具有较好的适应性和鲁棒性,对系统低频振荡的阻尼特性有很大地改善.     

深潜救生艇自适应对口控制系统的探讨

本文探讨了李雅普诺夫函数在自适应控制系统中的应用，讨论了深潜救生艇与失事潜艇的对口控制问题，介绍了模型自适应系统的基本结构，理论计算以及运动方程的确定。     

船舶航向的自适应自调节PID跟踪控制

[目的]针对遭受时变环境扰动且存在参数不确定性的船舶航向非线性控制系统,为满足其航向控制的实时性要求,[方法]结合自适应技术,提出不依赖于模型参数与未知输入的自适应自调节的船舶航向跟踪控制方案,并利用Lyapunov直接方法验证该控制律的有界性。[结结果]仿真结果表明,该控制器可以自适应自调节PID的控制增益,不仅继承了传统PID控制器的优点,还对未知时变扰动具有良好的鲁棒性。[结论]研究成果可为船舶航向的跟踪控制设计提供参考。     

含齿隙环节伺服系统的反步积分补偿控制

齿隙的存在成为影响机电伺服系统动态性能和稳定性的一个重要因素。为了减小其不利影响,提出了反步积分自适应齿隙补偿方法。本文依据Lyapunov稳定性理论,应用反步积分方法,逐步递推选择Lyapunov函数,设计了基于状态反馈的自适应控制器。通过理论分析以及与传统PID控制的仿真结果比较表明,该方法显著地降低了齿隙对伺服性能的影响,从而提高了系统的跟踪精度和鲁棒性。     

H_∞控制在潜艇深度控制的应用

传统的PID控制器鲁棒性较差,模型参数变化对控制器的影响较大。为了提高系统的鲁棒性,将H∞控制器应用于潜艇机动控制。通过分析模型的速度参数摄动性,确定模型的干扰信号与评价信号,利用Matlab设计最优的H∞控制器。仿真结果表明在该控制器作用下,系统达到了信号跟踪的要求,并且在速度有较大摄动时,系统仍有较好的动态性能,即系统的鲁棒性较好。该方法亦可用于潜艇模型的其他单个或多个参数摄动的鲁棒性设计。     

网络控制系统诱导时延的自适应补偿研究

在网络控制系统中,网络诱导时延是造成系统性能下降甚至不稳定的基本因素.为了有效地抑制网络时延对网络控制系统性能的影响,提出了一种基于BP神经网络补偿的自适应PID控制方法,在不改变已有PID控制器控制参数的情况下,实现了对网络时延的在线自适应补偿.仿真结果表明,与传统的PID控制器比较,该方法能有效补偿网络时延的影响.     

深潜救生艇收放装置关键技术研究

为了保证深潜救生艇下水和起吊过程的安全,提出了深潜救生艇收放装置关键技术,包括纵横摇缓冲保护技术和恒张力控制技术.从理论分析出发,分析母船船体和深潜救生艇运动状态和受力情况,建立运动模型,进行了计算机仿真,提出了收放装置纵横摇缓冲机构的设计原则.在恒张力控制研究方面,重点分析深潜救生艇在水面的运动与受力状态,进行了起吊缆恒张力控制仿真试验.利用起吊绞车试验模型进行起吊缆恒张力控制试验研究,验证分析和仿真的结果,为设计提供了技术基础.     

带有死区补偿的欠驱动AUV深度控制

由于舵桨联合操控的水下机器人舵机传动系统死区非线性的存在,严重影响了某水下机器人的深度控制效果。文章以该水下机器人为研究对象,同时考虑了其欠驱动的运动特性及外界有界干扰和模型参数摄动,设计了具有自适应补偿功能的PID控制器,利用Lyapunov稳定性理论,证明在该控制器作用下,该控制系统是全局稳定的。最后进行了仿真实验。实验结果表明该控制器具有很好的控制效果,是行之有效的。     

基于干扰观测器的AUV三维路径自适应跟踪控制

针对水下机器人存在环境干扰时的三维路径跟踪问题,设计基于干扰观测器的非线性运动控制器.首先考虑三维空间中给定路径点坐标时的跟踪轨迹生成问题,采用三次样条算法生成二阶可导的跟踪路径,同时基于三维视线导航算法(LOS)生成姿态指令.考虑海流等未知外界干扰和模型参数不确定性对水下机器人运动的影响,采用非线性干扰观测器对干扰和不确定项进行估计,并将反步法和自适应滑模相结合设计运动控制律,解决了不确定干扰估计误差界未知的问题,并保证系统的全局渐近稳定性.最后,通过仿真实验表明该方法能够实现水下机器人的姿态控制,对于模型参数不确定和存在外界干扰的AUV有较好的自适应性和鲁棒性,可以使AUV的运动精确地跟踪期望轨迹.     

可调螺距螺旋桨自适应模糊控制系统

本采用自适应模糊PID控制器，并将其应用于可调螺距螺旋桨控制系统，研究表明，该方案对被控系统参数的变化有较强的适应能力。鲁棒性好。     

基于单神经元自适应PID的矢量控制系统研究

转子磁场定向矢量控制中,转速PI调节器在控制对象参数变化时其鲁棒性能较差,而单神经元具有自学习、自适应能力,为了进一步改善矢量控制系统的性能,文章提出了用单神经元自适应PID控制器代替传统PI调节器。为了提高单神经元PID控制器的学习能力,将无监督的Hebb学习规则与有监督的Delta学习规则相结合,实现单神经元控制器的参数优化与在线自调。仿真结果表明,该系统不仅具有很好的静、动态性能,而且还具有很强的自适应性和鲁棒性。     

自适应免疫遗传算法在船舶航向控制器中的应用

传统的船舶航海控制器由于性能一般,当遇到复杂的海洋环境时,往往不能胜任船舶的操控要求,而且其安全性也较差,因此在船舶航向控制器设计时,需要综合考虑操作的稳定性和安全性。本文采用自适应免疫遗传算法对航向控制器的工作参数进行优化,增强该控制器的鲁棒性和抗干扰能力,能够适应复杂的海洋环境。通过遗传算法进行PID控制器设计,校正控制器的各项参数。在干扰信号的输入下,航向控制器能够始终维持稳定的航向角,说明此控制器的抗干扰能力良好。     

基于自适应算法的柴油机调速系统研制

摘要：在柴油机调速过程中,针对柴油机PID控制器参数一经确定不能在线调整的问题,以6135型柴油机为控制对象,以MATLAB／Simulink作为软件平台,深入研究了自适应控制的基础理论,设计了一种模型参考自适应控制器,建立了柴油机电子调速系统仿真模型,进行了控制系统仿真研究。结果表明,新设计的智能型自适应控制器能在线自动整定最佳控制参数,优于传统的PID控制,具有良好的自适应性和智能性。     

欠驱动UUV首尾平行操舵控制器设计研究

对欠驱动UUV首尾平行操舵模式的控制特性和应用需求进行分析,建立首尾平行操舵控制数学模型。设计首尾平行操舵混合控制器,尾舵通过PID控制器实现深度控制,首舵通过基于模糊PID的前馈-反馈复合控制器实现姿态调整。首舵前馈控制器用于补偿尾舵引起的扰动,模糊PID反馈控制器用于补偿前馈控制偏差和外界扰动。仿真结果表明,设计的混合控制器实现了小攻角爬潜控制,控制器精度高、适应性好,首舵反馈控制采用模糊PID控制器后,具有更高的鲁棒性。     

基于新型趋近律的潜艇垂直面滑模控制仿真

针对潜艇垂直面运动强非线性、耦合性和参数不确定的特点,为更好地实现对潜艇垂直面运动的控制,在Matlab环境下,基于垂直面线性操纵运动模型,考虑舵的动态响应,用首舵控制深度,尾舵控制纵倾角,采用新型趋近律设计滑模控制器并设计了基本的全维状态观测器;同时设计了常规的PID控制器并选取了最佳的PID控制参数,分别在3种情况下对2种控制器控制下的潜艇垂直面运动进行对比仿真。仿真结果表明,滑模控制器比PID控制器具有更好的控制性能和较强的鲁棒性,对实际潜艇的垂直面运动控制有一定的指导意义。     

基于灰色系统非线性参数辨识算法的仿真分析

针对具有非线性的外部干扰的控制系统参数辨识问题,提出了一种基于灰色补偿理论的 PID 控制算法。通过灰色补偿对控制系统非线性部分建立灰色模型,实现对 PID 参数的最佳整合。仿真研究表明,该控制算法可以提高PID控制质量及其鲁棒性,具有更高的控制品质和更强的抗干扰能力。     

基于模糊 PID 的光电跟踪系统自适应前馈补偿控制*

为降低干扰力矩对光电跟踪系统精度的影响,提出了基于模糊 P ID的光电跟踪系统前馈补偿控制方法。首先,分析了按扰动前馈补偿的控制原理,提出了自适应前馈补偿方法;然后,对用直流力矩电机驱动的光电跟踪系统进行了建模;最后,为光电跟踪系统位置环设计了模糊PID控制器,并在此基础上设计了与之相匹配的自适应前馈补偿函数。仿真结果表明,相对于PID控制的固定前馈补偿控制器,所设计的控制器加快了反应速度,大幅提高了控制精度。     

自抗扰技术在水下航行体横滚姿态

在某些极端工况下,PID横滚姿态控制器性能变差,难以满足使用要求。对此,提出采用经自适应差分算法优化以及引进新型非线性函数的ADRC作为其控制方法。给出了ADRC横滚控制器的具体形式,在典型干扰下进行了仿真研究。对比PID控制器,改进后的ADRC在模型参数大摄动、外界强干扰等情况下,具有更好的环境适应能力。     

模糊自适应PID控制在耙吸式挖泥船主动耙头的应用

为了减轻操作人员的工作强度,提高耙吸式挖泥船主动耙头自动控制的响应速度、精度和稳定性,通过分析主动耙头的结构和工作原理,建立主动耙头的运动学模型,根据主动耙头的特点,设计了一种模糊自适应PID控制器,研究了应用PLC实现该控制器的方法。利用MATLAB对该控制器进行了仿真。结果表明,该控制器具有较好的快速性、鲁棒性和稳定性。     

基于Fuzzy—PID的UUV姿态控制器研究

结合UUV航行中动力特性变化较大的特点,研究并提出了一种Fuzzy-PID控制器的设计。该控制器把Fuzzy控制和传统的PID控制有机地结合起来,实现了对控制系统的参数自整定。给出了UUV纵向姿态运动数学模型和仿真试验设计。仿真结果表明,这种Fuzzy-PID控制效果优于单纯的PID控制方式,特别对变参数系统具有较强的鲁棒性。