电液伺服系统变增益PI控制仿真

电液伺服系统由于其系统频宽较高,液压阻尼系数小,而具有较高的响应速度。其时间响应常常出现振荡。本文提出了一种简单的变增益PI控制器,并应用于液压伺服位置系统的控制。仿真表明,该控制策略是可行的。     

永磁电磁混合Halbach阵列电动悬浮的稳定性控制

为了研究不同控制方法下永磁电磁混合Halbach阵列的电动悬浮稳定性,首先,利用电磁场理论对系统悬浮力2D解析式进行了推导,并搭建有限元模型对其进行了验证;其次,建立了系统垂向动力学模型,设计了基于气隙反馈的定气隙PID控制器和变气隙PID控制器;最后,仿真分析了系统受到外界扰动时的悬浮气隙及线圈电流波形. 研究结果表明:当系统受到1 mm轨道沉降扰动时,两种控制器均能使系统稳定运行于额定状态,且动态过程一致;当系统受到 ±1000 N扰动力作用时,定气隙PID控制器可使系统稳定悬浮于额定气隙30 mm位置,且稳态线圈电流分别为2.12 A/mm2和 ?2.17 A/mm2,变气隙PID控制器则使系统分别稳定悬浮于28.5 mm及31.6 mm位置,且稳态线圈电流均为0.      

基于FPGA控制的航天电源控制器遥测遥控系统设计

为监测和控制航天器用电源控制器的工作状态,保障其正常运行,该系统接口采用协议芯片BU-61580.基于FPGA时序逻辑控制,设计一种MIL-STD-1553B.总线通信系统,并对该遥测遥控系统的通信硬件电路及时序逻辑控制进行了详细设计,在简化系统外围硬件电路设计的同时提高了集成度;最后,通过测试板卡对总线通信系统进行了遥测遥控测试,测试结果证明了系统的正确性.     

基于内模控制的PMSM双闭环调速系统控制器设计与仿真

为提高永磁同步电机双闭环调速系统响应速度与抗干扰性,给出一种依据内模控制及有功阻尼概念的PMSM双闭环调速系统控制器设计方法.通过建模分析对PI+前馈解耦电流环控制器进行优化,依据内模原理设计出带有箝位积分法抗击分饱和的电流内环解耦控制器.在此基础上,构造有功阻尼代替自然阻尼,利用转速环频带带宽对PI调节器参数进行整定.通过计算机仿真验证,对比传统FOC控制下的调速系统,使用本文所设计的控制器可提升系统响应速度,降低系统超调量,仿真结果表明该方法的有效性.     

不确定离散非线性系统的模糊控制

针对状态不完全可测的一类不确定离散非线性系统,基于状态观测器研究其镇定问题.采用T-S模型对非线性系统进行建模,根据李雅普诺夫稳定性理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的形式,利用分散化并行分布补偿(PDC)的方法和新条件,设计了基于观测器的控制器,给出了实现该非线性系统镇定的充分条件.并通过数值仿真对提出的方法进行了验证,仿真结果表明了该方法的正确性.     

基于比例积分模糊控制器的磁浮列车控制系统

建立磁浮列车运行的动力学模型,根据被控对象的实际特点,选用比例积分模糊控制器对列车运行速度进行控制。该模糊控制器输出量的隶属度函数采用相邻函数中心不等距的方式,使输出量跟随外界信号的增强而加大控制作用。在Simulink中按PI Fuzzy控制方式和PID控制方式分别进行仿真,仿真结果表明,采用PI模糊控制器可以确保列车实际运行速度很好地跟踪给定速度,系统的鲁棒性良好,尤其在有干扰的情况下控制效果明显好于PID控制方式。     

触摸屏及组态技术在自动化生产线监控系统中的应用

文中介绍了触摸屏与自动化生产线核心控制器PLC的硬件连接方法,给出了基于MCGS组态技术的自动化生产线监控系统的设计。该系统能实时采集生产线的工作状态,并能对其运行进行控制。     

交流电机调速系统的分数阶PIλ控制

主要讨论了分数阶PIλ控制方法并将其应用到交流电机调速系统中.介绍了分数阶PI控制器的设计,并利用Tustin算子生成函数将分数阶微积分由S域变换到Z域,利用连分式方法展开,实现了分数阶PIλ控制器的离散化.将其应用到交流电机调速系统,对分数阶控制器和传统整数阶PID控制器控制特性进行实验对比,研究结果表明:分数阶PIλ控制器相比传统整数阶PID控制器具有更好的控制效果.     

基于遗传算法的分数阶PI~λD~μ控制器参数分级整定

针对交流电机振动抑制问题,提出基于遗传算法的分数阶PIλDμ控制器参数分级整定策略.通过遗传算法对整数阶PID控制器整定,获得一组控制参数;固定这组控制参数,再利用遗传算法对分数阶PIλDμ控制器进行阶次寻优.仿真结果表明,在PID控制器三系数不变的条件下,通过调整控制器的积分与微分阶次,分数阶PIλDμ控制器与整数阶PID控制器相比,动态性能指标均有所改善;所提出的分级整定策略对分数阶PIλDμ控制器参数确定是有效的.在不增加任何系统结构复杂性的前提下,改善了交流电机的振动抑制特性.     

基于遗传算法的分数阶PI^λD^μ控制器参数分级整定

针对交流电机振动抑制问题,提出基于遗传算法的分数阶PIλDμ控制器参数分级整定策略. 通过遗传算法对整数阶PID控制器整定,获得一组控制参数;固定这组控制参数,再利用遗传算法对分数阶PIλDμ控制器进行阶次寻优. 仿真结果表明,在PID控制器三系数不变的条件下,通过调整控制器的积分与微分阶次,分数阶PIλDμ控制器与整数阶PID控制器相比,动态性能指标均有所改善;所提出的分级整定策略对分数阶PIλDμ控制器参数确定是有效的. 在不增加任何系统结构复杂性的前提下,改善了交流电机的振动抑制特性.     

基于滑模双环控制的感应耦合电能传输系统设计

为解决轨道交通供电负载频繁波动使得系统输出恒压困难的问题,提出了基于滑模控制和PI控制的双环控制策略.首先对原边建立离散时间动态模型、副边采用大信号模型分别进行建模;其次,基于系统建模设计双环控制策略,采用滑模控制控制电流内环、PI控制控制电压外环;最后,对设计的双环控制进行了实验验证.验证结果表明:恒压下进行70 Ω和50 Ω电阻切换时,电压变化约5%,并在15 ms左右恢复到稳定值,因此,在负载波动的条件下该控制策略能保证输出电压恒定和快的响应.      

A NOVEL CONTROL STRATEGY FOR SINUSIODAL WAVE INVERTER WITH PI REGULATORS AND CAPACITOR CURRENT FEEDBACK

Inmodernuninterruptablepowersupplies ,in verterswith pulsewidthmodulation (PWM )con trolareusedtogeneratethesinusoidaloutputvolt age .Therequirementstoinvertersincludeahighstability ,highreliability ,fastdynamicresponseoveralltypesofloads,aswellasminimumtotalharmonicdistortion .Inthepast,openloopcontrolwithfeed for wardwereusedininverterstoproducethesinusoi dalwaveoutput ,whilearelativelyslowoutputvoltagermsfeedbackloopwereusedtoregulatethermsoftheoutputvoltage .Althoughthistypeofcontrolcould…     

Design of rail pressure tracking controller for novel fuel injection system

This paper proposes a rail pressure tracking controller based on a novel common rail system. A mathematical model, based on physical equations, is developed and used for feed forward control design. Rail pressure peak sampling mechanism is designed to remove the disturbance of rail pressure due to fuel injection. An enhanced tracking differentiator is designed to get smooth tracking signal and exact differential signal from signal with noise. Double loop control strategy is designed to decouple the system and to improve dynamic performance of the system. Experimental results indicate that fluctuation of rail pressure is within ±1 MPa in steady condition, while within ±3 MPa in transient condition, which verifies the effectiveness of the proposed rail pressure control strategy.     

Implementation of dynamic matrix control on field programmable gate array

High performance computer is often required by model predictive control (MPC) systems due to the heavy online computation burden. To extend MPC to more application cases with low-cost computation facilities, the implementation of MPC controller on field programmable gate array (FPGA) system is studied. For the dynamic matrix control (DMC) algorithm, the main design idea and the implemental strategy of DMC controller are introduced based on a FPGA’s embedded system. The performance tests show that both the computation efficiency and the accuracy of the proposed controller can be satisfied due to the parallel computing capability of FPGA.     

基于新型复合控制策略的火炮电源研究

为了使火炮电源在规定负载条件下均能输出谐波含量低、稳态精度高的电压,分析了变速积分控制和重复控制两种控制策略的实现方法.在此基础上,提出了将变速积分PI控制和重复控制相结合的新型复合控制策略.仿真结果表明:基于复合控制的火炮电源系统输出电压波形质量高,动态响应快,验证了该方法的正确性与可行性.     

高速列车运动稳定性设计方法研究

从车辆结构特征和系统参数对高速列车运动稳定性影响的关系出发,提出了合理的遏制车辆蛇行失稳控制策略,并利用灵敏度分析对控制策略进行了验证.针对系统参数的非线性影响、工程应用以及服役特性,探讨了临界失稳速度设计目标值的确定原则;从车体质量、二系悬挂刚度及阻尼、轴箱纵横向定位刚度等悬挂参数的工程应用角度,给出了参数的选择范围;从列车运动稳定性对参数灵敏度和参数对动力学性能的影响,提出了基于灵敏度的优化原则和性能均衡原则,并引入了运动稳定性的可靠度设计理念.      

混合动力列车电源系统控制策略

为了实现混合动力列车的计算仿真,建立混合电源系统模型,并提出一种混合电源系统控制策略.在此基础上,通过对混合电源系统与列车纵向动力学系统的耦合分析,给出了基于该电源系统控制策略的列车运行目标速度曲线计算算法.利用MATLAB/Simulink对系统建模,对列车在某线路上的运行过程进行了仿真.仿真结果表明,系统控制策略能够满足列车的运行性能,列车自动控制(ATC)系统能够精确的控制列车跟踪计算的目标速度曲线运行,混合电源回收了41%的再生制动能量, 控制策略和目标速度曲线计算算法达到了设计目标.      

基于动态规划算法的增程式电动汽车能量管理策略优化

提出了一种动态规划改进算法, 根据约束条件确定未来可达状态序列, 通过计算离散状态点间的转移代价, 在保证求解精度的同时, 降低了离线优化计算量; 利用改进动态规划算法设计了增程式电动汽车能量管理策略, 根据能量管理优化问题特点, 建立了动力系统模型和适用于全局优化求解的系统状态方程, 并确定了以动力电池荷电状态为系统状态量和增程器发电功率为系统控制量; 在迭代计算过程中, 将发动机燃油费用和动力电池电能费用之和作为目标函数, 构建了基于北京主干道不同行驶里程仿真工况, 得到了驱动电机需求功率最优分配结果; 提取了增程器启停状态与动力电池荷电状态和驱动电机需求功率二者之间的控制规则, 利用最小二乘法对增程器功率分流比与驱动电机需求功率的分布规律进行拟合, 建立了基于优化规则的能量管理策略。仿真结果表明: 对于行驶里程为100km的仿真工况, 动态规划改进算法计算时间为7 239s, 与经典动态规划算法相比计算效率提高了78.2%;基于优化规则的能量管理策略能够获得类似动态规划改进算法的控制效果, 2种控制策略的动力电池荷电状态误差小于2.5%;相比实车电能消耗-电能维持型控制策略, 基于优化规则的控制策略能够使整车经济性提高5.4%, 使燃油经济性提高7.9%。      

Hierarchy-Based Adaptive Generalized Predictive Control for Aerial Grasping of a Quadrotor Manipulator

In this paper, an adaptive generalized predictive control(GPC) based on hierarchical control strategy is designed for a quadrotor with a robotic arm. For this nonlinear and coupled system, a two-layer control structure is adopted to achieve more precise trajectory tracking and keep the tracking performance after aerial grasping.The inner-layer controller is a proportional-derivative(PD) controller. The outer-layer subsystem is linearized by input-output linearization first and an adaptive generalized predictive controller is applied. The effectiveness of this approach is verified through the simulation using MATLAB/Simulink. A PD controller with feedforward control input is applied on such a system for a comparative study. Simulation results show that a better tracking performance can be achieved by the proposed strategy.