光电伺服控制系统多回路内模控制器分析与设计

针对光电稳定平台中伺服控制系统的模型不确定性、内外部扰动和传感器误差等各项因素,提出基于多回路、双自由度内模控制的稳定环控制器设计方法,实现对各项误差因素的控制器分层设计.首先,对伺服控制系统的单回路控制结构和多回路内模控制结构进行描述,并深入分析了两者的误差扰动和模型扰动抑制性能;然后,详细讨论了多回路内模控制结构中...     

基于α阶逆解耦的多变量内模控制系统研究

由于工业过程控制中存在大时滞现象,使得单变量内模控制难以获得有效的控制,而多变量内模控制成为一种较好的控制策略。文中简单介绍了多变量内模控制的原理,分别基于主回路为控制对象、V规范解耦的原则和α阶逆解耦进行内模控制器的设计,阐述了各个控制器的主要思想及其设计的具体方法。通过仿真比较模型匹配与模型失配下的内模控制输出仿真图。由仿真结果可以得出,基于V规范解耦的内模控制器具有较好的控制效果,但是解耦效果存在缺陷,针对非线性系统提出的基于α阶逆解耦的内模控制系统具有较好的解耦和控制效果。     

一阶线性时滞系统的内模控制设计

内模控制是近年来发展起来的一种新型控制方法,分析它的原理对于工程应用和理论研究具有重要的意义。从IMC结构分析入手揭示了内模控制的本质,证明了该系统可实现对阶跃信号的无差跟踪及在阶跃信号扰动下可实现无差控制;介绍了时滞线性系统内模控制器和内模滤波器的设计方法。并基于MATLAB仿真研究表明,线性时滞过程的内模控制具有较好的鲁棒性,有一定的应用价值。     

基于H like模型的压电陶瓷作动器内模控制

针对压电陶瓷作动器的率相关特性降低应用端控制精度的问题,该文研究了基于Hammerstein like模型的内模控制策略。其中非线性部分由最小二乘支持向量机模型表示,动态线性部分由自回归历遍模型表示。在此基础上构建了系统逆模型,设计了内模控制器以实现对压电陶瓷作动器的跟踪控制,最后通过实验平台进行了验证。实验结果表明,实时跟踪100 Hz内的期望信号相对误差均小于10%,证明了所设计内模控制方案的有效性。     

基于PID加校正的导弹纵向回路控制与仿真

为解决导弹飞行过程中传统气动力控制系统通常难以满足导弹纵向回路控制的快速性和准确性要求的问题.在建立导弹纵向回路控制模型的基础上,利用理论计算的方法设计了PID控制器.运用MATLAB/SISOTOOL设计相应的校正装置,并对导弹纵向回路进行了仿真.结果表明PID加校正的控制方法能在保持准确性的同时,可大大缩短导弹纵向回路的反应时间,并增强了系统的稳定性.     

三容液位过程的内模控制应用研究

本文研究了三容液位过程的建模及其模型降阶方法,该方法可以方便控制器的设计。同时基于内模控制原理设计了一种液位控制器,并在自主开发的实验平台上实现了三容液位过程的定值控制,实验结果表明了模型降阶方法的有效性,以及内模控制的优越性。     

基于模型的船舶动力定位系统的研究

针对Fossen提出的船舶数学模型,设计出基于模型的船舶动力定位系统的控制。在纵荡方向采用单输入单输出内模控制算法,在横荡和艏摇方向采用双输入双输出的内模解耦控制算法。并结合MATLAB的仿真,实际的验证该种方法的可行性。     

具有扰动抑制的高空飞艇姿态控制系统设计

工作于距海平面20～30 km高度的高空飞艇,虽然可以避免雨和暴风雪的影响,但依然受风和大气紊流的影响.为了克服这些外部扰动的影响,处于定点悬停阶段的高空飞艇,需要消耗大量的能量,而高空飞艇所能提供的能量是有限的,系统能耗将直接影响高空飞艇的负载能力和驻空时间.针对大气紊流对高空飞艇定点悬停阶段姿态调整的影响,利用内模控制设计原理具有通过设计内模,可以将扰动信号反馈到系统的输入端,由此便可以直接对扰动进行控制的特点,设计了高空飞艇纵向姿态控制器,仿真结果表明,所设计的内模控制器可有效地抑制大气紊流的影响.     

光电稳瞄平台基于自抗扰的改进内模控制

为了提高光电稳瞄平台的扰动补偿能力,提出了一种基于自抗扰的改进内模控制策略.以经电流环化简后的方位轴速度环为控制对象,采用内模控制给定系统期望输出轨迹,将基于自抗扰的鲁棒控制律引入到内模控制结构中降低模型误差和外部扰动对系统的影响,提高抗扰动能力.给出了所提出控制器的设计方法与闭环控制系统结构,仿真对比实验验证了所提策...     

线性系统调节器的设计与内模原理

本文重点讲述了线性系统调节器的设计方法与内模原理。论文在给出命题的基础上,导出了线性系统在外部扰动作用下保持稳定和达到输出调节的条件和计算方法,说明了调节器内部内模存在的必要性和内模的存在可以消除外扰的影响,保证系统达到渐近稳定,且有满意的动态特性。     

矢量控制电流环的内模解耦控制

电机矢量控制虽然实现了励磁电流和转矩电流解耦,但交流电机内部M轴和T轴之间存在交叉耦合电压及转子温升造成矢量控制条件的破坏.提出采用定子电流解耦的内模控制,推导出其设计过程和控制器型式,通过数字仿真论述了感应电动机定子电流控制系统采用解耦内模控制,可有效抑制干扰及模型失配对输出的影响,增强系统对给定信号的跟踪能力.     

永磁直驱风力发电系统内模解耦控制研究

针对永磁直驱风力发电系统中传统解耦策略易受系统参数变化的影响、对负载变化的适应能力差和抗干扰能力弱等缺点,本文将内模解耦控制引入双三电平永磁直驱风力发电系统网侧和机侧控制系统,并对机侧内模控制器的设计进行了详细的介绍。仿真实验结果表明电流内环采用内模解耦控制后,可有效抑制干扰及模型失配对输出的影响,克服传统的PI控制不能动态解耦以及对电机参数敏感的问题,并增强对给定信号的跟踪能力。     

改进的内模控制在机载激光通信系统的应用

为了减少机载激光通信光电跟踪稳定平台的脱靶量误差，提出一种基于观测器的二自由度内模控制方法。以经过电流环化简后的速度环为被控对象，采用二自由度内模控制对系统进行校正，将干扰观测器的控制律引入到二自由度内模控制中以降低模型误差和外部扰动对系统性能的影响。通过仿真和实验验证了所提方法的高性能。实验结果显示，改进的内模控制在抗干扰能力、鲁棒性和跟踪性能上都优于传统内模控制；将改进的内模控制算法用于实际系统中也有较好的跟踪性能，其跟踪精度约为143μrad，与传统内模控制相比提高了约24%。     

基于扰动转矩估计的导引头自适应内模控制

为了降低扰动转矩变化对导引头伺服控制系统的影响,提出了一种基于扰动转矩估计的自适应内模控制方案。首先建立导引头伺服控制系统的数学模型,设计系统的内模控制器;接着采用扰动转矩估计的方法,辨识导引头伺服控制系统转动惯量的变化情况;最后根据转动惯量的变化、通过线性自适应率自动调整内模控制器的参数,从而确保控制器的控制性能。实验结果表明,该控制方案对系统工况变化有着很强的自适应性,提高了导引头伺服控制系统的抗干扰性能和鲁棒性,取得了较好的控制效果。     

压电陶瓷作动器的率相关迟滞建模与内模控制

针对压电陶瓷作动器的率相关迟滞特性,建立了基于广义Bouc-Wen模型的Hammerstein率相关迟滞非线性模型,分别以广义Bouc-Wen模型和自回归历遍模型来代表Hammerstein模型中的静态非线性部分和线性动态部分,并辨识模型参数。在此基础上,得到Hammerstein模型的逆模型,通过构造其正、逆模型设计了内模控制方案,最后在试验平台上对控制方案进行了验证。实验结果表明,对100Hz以内期望信号的跟踪控制相对误差均小于9%,证明了所提出的模型和内模控制策略的有效性。     

内模PID控制器在无刷直流电机调速系统中的应用

针对无刷直流电机中传统PID控制器参数调节复杂、对环境适应能力较弱等问题,在分析内模控制与经典PID控制的内部对应关系的基础上,综合其优点,设计采用了一种基于内部模型的PID控制器（简称IMC-PID）对无刷直流电机进行调速。在建立对象理论模型的基础上,通过对控制器在线仿真比较表明：针对本设计对象,基于内部模型的PID控制器不论在系统阶跃响应或是扰动跟踪等控制效果上都能到达经典PID控制的要求,同时还降低了参数设计的复杂性和随机性。     

基于研华WebAccess热力系统优化控制与远程监控的实现

针对热力系统中二次网的温度、压力的控制问题,基于内模PID控制方法设计基础级回路的控制器,实现热力系统重要工艺参数的闭环控制;同时设计一个基于网际组态软件WebAeeess的热力远程监控系统.该系统采用西门子PLCS7-400作为下位机控制器,WebAccess 与 PLC采用工业以太网进行通信,而且应用了网络摄像功能.系统运行结果证明了该设计是一个可行的工业自动化控制解决方案.     

基于二自由度内模控制的PID参数整定方法研究

研究了一种二自由度内模控制,并把它用于PID控制器的设计和参数整定,称之为二自由度内模PID。实际仿真证明,通过设置两个可调参数分别调整系统的动态性能和抗干扰特性,这种方法能够兼顾两种性能,弥补了常规内模PID的缺陷。     

一种混合整流技术在航空AC/DC变换器中的应用

本文研究了一种新的高功率因数、低电流谐波整流器,它适用于航空115VAC到270VDC的AC/DC变换器。该整流器采用了PWM整流与二极管整流并联结构,其中二极管整流承担绝大多数功率输出,通过适当控制PWM整流器得到低谐波、高功率因数的交流侧电流。该论文对该整流器的模型进行了分析,提出采用基于内模原理和重复控制的控制方法,并且对嵌入内模控制的重复控制器进行了稳定性分析与设计,仿真结果证明该控制器使这种半控型整流系统取得理想的性能。     

关于导弹控制系统设计方法研究

本文针对当前战术导弹侧向控制系统设计中普遍采用的回路结构形式进行分析,对各结构的优缺点进行了对比,对回路中参数的计算方法进行了介绍,以期可以为从事战术导弹控制系统设计的科研工作者提供一定的借鉴作用.