基于MC68HC11单片机电加热炉炉温控制系统

电加热炉炉温智能控制系统的研究是基于先进的单片机控制技术,在低能耗下实现对炉温的精确控制.本文选用单片机组成电加热炉炉温控制系统,计算机定时对炉温进行测量,把测量的温度信号经A/D转换后送入到计算机,按预定的控制规律进行判别和运算.从而得到控制量,作为电加热炉的触发信号,用来控制电加热的温度变化,以达到炉温控制曲线的要求.     

基于自适应控制的高压直流双侧频差控制功能研究

双侧频差控制是高压直流输电中的一种常见控制功能,通常该控制采用传统PID控制器,控制器参数主要通过BPA仿真及阶跃响应试验得到。实际系统运行中,经常由于控制器参数设置不合适造成系统振荡期间未起到正确的调制作用。根据自适应控制理论,对传统PID控制进行修正,根据系统频率、输出功率指令自动调节控制器参数,即避免过小增益调节幅度有限,又避免大增益造成的系统自振荡,最后采用天广直流仿真系统对加入自适应控制的控制器进行仿真,达到设计目的。     

激光制导武器目标光斑大小半实物仿真研究

针对激光制导武器半实物仿真中的光斑大小仿真需求,通过对激光导引头的工作原理进行分析,本文建立了实验室环境下的目标光斑位置和大小变化的仿真模型;根据相似性原理,提出了采用光学扩束系统来控制光斑大小的变化,从而模拟真实环境下激光导引头所敏感到的目标光斑大小实时变化;基于模型进行了激光半主动炸弹光斑大小仿真实验.实验结果表明,目标光斑大小仿真模型是正确的,仿真方法是切实可行的,满足了激光制导武器半实物仿真的要求.     

温度智能控制系统在原油加热炉上的应用

以原油加热炉为被控对象,通过对加热炉对象特性的分析来确定加热炉系统的构成及控制方案.通过间接推断管道原油的温度,采用智能复合控制策略来进行在线智能控制,实现了加热炉炉温的智能控制,实际运行结果表明:所提出的加热炉温度的实时监测与控制方法是可行的,所研制的监控系统运行可靠、操作使用方便,效果较好.     

红外目标模拟器中分离镜的滑模变结构控制

针对红外目标模拟器中分离镜伺服系统的抗干扰控制问题,本文利用变结构控制响应快速,对系统参数变化和外部扰动不灵敏的特点设计了一个滑模变结构控制器.采用指数趋近律与饱和函数相结合的方法对滑模控制器的抖振进行了有效抑制.采用机理分析方法建立了分离镜系统的数学模型.在仿真过程中,利用S函数描述摩擦模型,简化了仿真建模,提高了仿真速度.通过数字仿真并与传统PID控制方法相比较,证明滑模控制器对于分离镜伺服系统的参数摄动和外部干扰具有良好的鲁棒性,可以保证和提高整个红外制导仿真实验系统的仿真精度和实验结果的置信度.     

基于电加热炉的温度控制策略

在实际情况中,自适应控制比较难以实现,故很少出现比较准确的自适应控制。取电加热炉为实验对象,通过对电加热炉温度实施PID控制并最终达到稳定的过程中,采用实时辨识模型参数的闭环辨识策略,进而根据辨识结果实时调整PID参数,实现自适应控制。运行结果表明这一策略比常规PID控制效果要好。对于实际情况的自适应控制设计,具有一定的参考价值。     

MCFC型燃料电池的神经网络建模与基于FGA的模糊控制研究

为了提高燃料电池的发电性能,熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)堆的运行温度应该控制在一个合适的范围内。本文首先利用RBF神经网络辨识复杂非线性系统的能力,基于实验的输入输出数据,建立起MCFC电堆的神经网络温度模型;然后设计了MCFC电堆工作温度的一个基于模糊遗传算法的在线模糊控制器,用模糊遗传算法同时优化模糊控制器的参数及规则。最后用神经网络的辨识模型代替实际的电堆进行控制仿真,仿真结果证明建模是有效的,所设计的模糊控制器具有较好的性能。     

基于曲率控制的球形移动机器人路径跟踪

基于曲率的控制方法,对非完整约束条件下的欠驱动球形机器人进行了路径跟踪问题的研究.建立了非完整约束条件下具有正交的两输入球形机器人的运动学和动力学模型,并通过输入变换得到一个两输入的二阶系统.基于非线性滑模控制方法分别设计了横向姿态控制器和纵向速度控制器.提出了一种曲率控制器,实现了球形机器人的路径跟踪.仿真和实验结果表明,系统的运动状态能够收敛到期望的邻域内,验证了控制方法的有效性.     

基于模型设计方法的混合磁悬浮平台的控制设计及实现

基于模型的设计方法,利用Matlab/Simulink对磁悬浮系统进行浮点数字PID控制仿真,并结合定点控制器DSP2812,实现系统控制的快速构建,达到系统模型及控制设计、系统仿真和硬件实现的无缝集成,从而加速控制系统的快速开发.首先,在Matlab/Simulink环境中建立系统控制模型,并利用其自带的定点工具箱对数字控制器进行定点化处理,建立可以移植的带有数字平均滤波的Simulink代码模型.再通过RTDX功能进行算法的调试与验证,并进行代码模型的优化.最终自动生成可靠的C代码到控制器来实现对混合磁悬浮平台的控制,实现在模型仿真和系统实施的集成和统一.并由实物进行了验证．     

一类受噪声扰动混沌系统的自适应同步

研究一类受噪声干扰混沌系统的自适应同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制理论,通过构造合适的非线性控制器和参数自适应控制律,实现受噪声干扰混沌系统的同步,且成功地辨识混沌系统的所有未知参数,理论分析和数值仿真进一步证明控制器和自适控制律的有效性。     

Research of thermal response simulation and mold structure optimization for rapid heat cycle molding processes, respectively, with steam heating and electric heating

The dynamic mold temperature control system is the key of rapid heat cycle molding (RHCM) technology because it significantly affects the stability of the process, productivity and the quality of the final polymer part. For this reason, the approaches and techniques for dynamic mold temperature control were discussed in this study and two different dynamic mold temperature control methods, respectively, with steam heating and electric heating were found to be very feasible in mass production. The methods and principles of mold design for the two RHCM technologies were also discussed and then several different kinds of mold structures were designed. By constructing the corresponding thermal response analytical models for these RHCM molds, the temperature responses of the molding systems in the heating and cooling process of RHCM were simulated and studied. The effects of the mold design parameters such as the insulation layer between mold plate and mold inert, and mold material, on thermal response efficiency and temperature uniformity of the two RHCM processes were analyzed based on the simulation results. The results show that the insulation layer can increase the upper limit temperature of RHCM with steam heating and improve the heating speed of RHCM with electric heating. It can also greatly decrease the energy consumption of the two RHCM processes. The heating efficiency of RHCM with steam heating can be effectively improved by increasing the thermal conductivity of the cavity/core material, while the situation is diametrically opposite for RHCM with electric heating. Therefore, we acquired an optimized mold design principle and method for RHCM with steam heating and electric heating, respectively. Finally, a new electric heating mold with a cooling plate was proposed to enhance the cooling efficiency. The thermal response of this new electric heating mold was also simulated. The simulation results show that the cooling plate can significantly improve the cooling and heating efficiency.     

基于GA-PSO的印版滚筒温度二自由度PID参数整定

目的为了得到最优PID控制器的整定参数,满足印版滚筒温度实际控制要求,使温度控制具有更高的精确性和准确性。方法提出一种把遗传算法、粒子群算法相结合的智能混合算法,用该算法对二自由度PID参数进行优化,并将该思想用于印版滚筒温度控制系统;基于Matlab进行仿真,并与文中其他整定方法相比较。结果通过仿真验证,文中提出方法具有良好的控制效果,与其他方法相比,具有系统响应快、调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点,并具有极强的抗干扰能力。其目标值跟踪特性中调节时间为143.7 s,超调量为15%;其外扰动抑制特性中调节时间为57 s,超调量为2.5%,明显优于其他方法。结论采用该融合算法可充分发挥2种算法的优点,具有优良的性能指标值,可更好地满足现场控制要求。     

内加热固化环氧玻璃钢管制造系统

为提高环氧玻璃钢管生产的效率和质量,研制了仅用一台机床就能完成管道缠绕、固化和脱膜三道工序的集成制造系统.介绍了制造系统机床结构和工作原理,建立了缠绕运动控制和管道固化过程的数学模型.缠绕部分采用嵌入式多任务运动控制器实现主轴和小车的同步运动控制和缠绕逻辑控制.固化部分采用内加热固化工艺,由嵌入式工控机和PLC实现固化控制.利用有限元软件对管道固化过程的温度和固化度分布进行了数值模拟以优化固化工艺参数,并对该系统生产的管道进行了性能检测试验.实践应用表明采用内加热固化工艺可实现环氧玻璃钢管高效工业化制造.     

基于模糊内模-PID的包装机热封切刀温度控制

目的 包装机热封切刀温度控制系统存在非线性、大滞后性等特点,传统PID控制的效果也越来越无法满足工艺生产的要求,为了提高包装机热封切刀温度控制的速度和精度,进而提高封口的质量,以提高产品包装效率和品质。方法 在传统的PID控制的基础上,通过结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,提出模糊内模-PID控制算法的包装机热封切刀温度控制系统。内模控制能够使PID控制器参数进行简化,同时模糊控制的引入能够实现控制器参数的在线调整,将该新型控制算法应用到包装机热封切刀温度控制系统中,并与传统控制进行对比。结果 通过Matlab仿真软件搭建模内模-PID控制的包装机热封切刀温度控制系统仿真平台,仿真结果表明,系统响应速度、精度、超调量、抗扰动能力等比传统控制系统性能更加优良。结论 通过仿真验证了模糊内模-PID控制在热封切刀温度控制系统上的有效性和可行性,能够在温度控制系统中表现出优良的性能指标。     

基于模糊控制的HVPE生长设备温度控制系统

氢化物气相外延（hydride vapor phase epitaxy,HVPE）工艺的关键是确保加热炉的温场恒定和高精度控制。由于HVPE生长设备温度控制过程涉及多个加热温区,以及温度测量元件和电阻加热炉温度传导引起的延迟,其温度控制存在超调过大、控制精度低和调节时间过长等问题。为实现HVPE生长设备反应室内温度的精准调控,将模糊逻辑应用到PID （proportion integration differentiation,比例积分微分）控制中,设计系统各温区的模糊自适应整定PID控制器。依据实际设备与相应技术要求,设计研发了一套基于PLC （programmable logic controller,可编程逻辑控制器）、温度控制电路以及模糊自适应整定PID控制的HVPE生长设备温度控制系统。Simulink仿真结果与实测结果表明,模糊自适应整定PID控制器可以应用于HVPE生长设备的温度控制系统,且控制效果较好。研究表明,所设计的温度控制算法与温度控制系统能够很好地满足GaN材料生长的工艺要求,具有一定的实用价值。     

空调房间温度模糊分数阶PID控制器的设计

针对具有大时滞、大惯性和时变等动态特性的空调房间对象,综合模糊控制与分数阶PID控制理论,提出了模糊分数阶PID室温控制器的设计方法.首先,对于空调房间温度对象,进行数学建模.然后,运用模糊控制规则,获取相应的分数阶PID室温控制器的控制参数,从而构建出空调房间温度的模糊分数阶PID控制系统.并且,通过数值仿真对其进行验证.结果表明,该模糊分数阶PID室温控制器是可行的,与分数阶PID控制器相比,具有更好的控制性能.     

时滞光电跟踪系统鲁棒内模PID控制器设计

针对时滞光电跟踪提出了一种内模PID(IMC-PID)控制器设计与参数整定的解析方法.首先建立了系统的一阶时滞积分(FODI)模型,并用二阶加时滞(SOPDT)模型进行逼近,然后利用一阶Taylor表达式代替系统模型中的时滞项,导出了控制器参数的整定规则.特别是为了保证系统的鲁棒性,可以根据最大灵敏度解析计算内模PID控制器的可调参数λ_n.仿真结果表明,与常规方法相比,所提方法不仅提供了较好的设定值跟踪和扰动抑制特性,而且对于系统参数摄动具有更好的鲁棒性.另外,实验结果也证实了该方法能够提高系统跟踪性能和跟踪精度.     

高阶不确定系统的自适应跟踪控制

针对一类未知控制增益的不确定非线性系统,提出了一种自适应跟踪控制方法.文中的不确定性包括时变和时不变参数.基于反步设计法,提出了一种新的自适应控制方法.该方法不采用饱和控制,能保证跟踪误差收敛于零.提出了一个仿真例子,仿真结果说明了该方法的有效性.     

改进粒子群算法的啤酒灌装机液位控制PID参数整定

目的 整定最优的PID控制参数,对啤酒灌装机中贮液罐液位进行控制,以保证PID控制器能满足啤酒生产中的控制要求。方法 结合Rosenbrock搜索法和个体扰动策略来改进粒子群算法,并利用改进算法整定PID参数,最后将整定好参数的PID控制器用于控制液位对象;基于Matlab进行仿真实验,利用粒子群算法与文中方法做比较。结果 通过Matlab仿真验证,改进了粒子群算法整定的PID参数,其跟踪特性的调节时间为16.18 s,超调量为10.20%,IAE性能指标约为6.09;粒子群算法整定结果表明,跟踪特性的调节时间为27.72 s,超调量为26.90%,IAE性能指标约为7.23。结论 与原始粒子群算法相比,文中算法整定的3个PID参数在控制液位对象时综合性能评价指标更好,且能使系统平稳过渡,超调较小,响应速度快,调节时间快,其控制器性能能满足啤酒灌装机的生产要求。