集散系统控制器参数计算机辅助设计软件包

本文论述了集散系统控制器参数计算机辅助设计软件包（DCSCAD）的设计思想；提出了新的数据结构—回路结构；并以梯度系统这一概念有效地处理了闭环辨识与控制器参数优化这两大课题，从而形成了本包的一系列新算法。 本包在秦岭电厂20万千瓦机组上投运后，一年左右的控制效果明显地优于人工仔细整定的效果。     

基于RBF-ARX模型的预测控制在液位系统中的应用

针对单容液位系统紊流时的非线性特征,研究了基于RBF-ARX模型预测控制策略控制单容液位系统;讨论RBF-ARX模型结构的选取,模型参数辨识,RBF参数优化,基于RBF-ARX模型的预测控制策略等问题;模型的仿真结果,证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模和辨识中的有效性;同基于全局线性ARX模型的预测控制器和PID控制器相比较,基于此模型的预测控制取得了优异的控制效果。     

闭环两尺度系统复合LQR控制建模与设计方法

分析了Kokotovic提出的复合LQR控制器设计方法,以复合控制与最优控制的性能指标差异为依据,评判了设计控制器过程中所建立的标准两尺度系统模型是否符合系统内在的时间尺度特性;指出了以开环时间尺度特性分解系统的缺陷,分析了系统参数变化对闭环时间尺度特性的影响; 基于闭环时间尺度特性分析,提出了将一般线性动力学方程转换为标准两尺度系统形式的方法, 并分析了小参数mu在复合控制器设计中的影响.依据该标准两尺度模型设计的控制器能够敏感由系统参数变化或反馈控制变化导致的时间尺度特性的改变, 并能够得到满意的控制效果.     

基于解耦的板形板厚系统鲁棒控制策略

针对多变量系统中前馈解耦效果依赖于系统模型的问题,提出了一种基于前馈解耦的鲁棒控制策略来保证系统参数变化时的解耦效果.针对连续轧制过程中强耦合的板形板厚系统,首先依据经验数学模型设计前馈解耦器,然后对消除耦合影响后的多变量系统设计鲁棒控制器,用多变量鲁棒控制抑制破坏解耦效果的各种不确定性因素的影响.针对实际系统中可能存在的干扰信号进行了抗干扰能力实验,针对系统参数可能存在的不确定性进行了抗参数摄动实验;仿真结果显示了良好的解耦效果,这也说明了该控制策略的有效性.     

基于H∞环路成形和自适应神经模糊推理系统的模糊控制器设计

H_∞环路成形方法设计的控制器阶次较高,不便于工程实现和参数调整;用传统方法确定模糊控制器隶属度函数的参数和模糊规则比较费时且难以保证鲁棒性能和时频域性能指标.针对上述情况,提出了一种综合运用H_∞环路成形和自适应神经模糊推理系统来设计模糊控制器的方法.首先采用H_∞环路成形设计方法,得到鲁棒裕量、动态和稳态性能都符合要求的控制器,然后用自适应神经模糊推理系统来逼近此控制器,最后根据自适应神经模糊推理系统参数确定相应的模糊控制器规则和参数.该方法确定模糊控制器隶属度函数的参数精确而省时,且能保证控制器具有较强的鲁棒性和良好的控制效果.通过对小车倒立摆系统进行的仿真,验证了该控制器设计方法的有效性.     

一种基于T-S模糊模型的混沌控制方法

用T-S模糊系统来逼近非线性系统,它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成,进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器,用此非线性控制器来控制非线性系统,以求良好的控制效果;将模糊控制技术应用于混沌控制中,可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制;模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统,基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器,控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于混合粒子群算法的多变量解耦控制器优化

研究薄膜厚度系统控制器优化问题,由于神经网络初始权值难以确定,使PID神经网络对控制器参数的自适应、自学习能力变差,最终导致控制效果不理想.为了解决这一问题,提出一种混合的粒子群算法,用来优化神经网络初始权值,进而实现控制器的优化,并应用于薄膜厚度控制系统.仿真结果表明:与PID神经网络控制器相比,优化后的控制器更好的实现了多变量控制系统的解耦控制,提高了控制器参数的自适应自学习能力,控制效果明显,并且系统的鲁棒性较好.     

球杆系统自适应遗传PID控制

遗传算法全局寻优参数,但训练时间较长;PID控制算法简单,却难以控制非线性复杂过程.将自适应遗传算法和PID相结合,可有效地改善控制效果.通过建立球杆系统机械部分模型、角度模型和电机模型,得到整个球杆系统的数学模型;设计基于遗传算法的自适应PID控制器,通过在线整定控制器参数,提高球杆系统的控制性能.仿真实验结果证明了该算法的控制效果良好,适应能力较强,具有算法简单、参数整定容易等优点.     

时滞系统分数阶PI?? 极点配置控制器设计

利用参数空间法研究用PIλ控制器实现时滞系统的闭环极点配置问题。复平面上的阻尼角扇形区域和相对稳定度区域(该两区域构成一个梯形区域)被映射到控制器参数平面,相应的控制器参数可以将闭环极点配置在梯形区域内,从而保证所要求的系统性能。仿真结果显示,对于适当选取的分数阶PIλ控制器的参数,采用分数阶控制器可以取得比整数阶控制器更好的控制效果,从极点配置的角度揭示了分数阶控制器的优越性。     

网络远程闭环系统中不确定时延的自抗扰控制

针对网络远程闭环系统中不确定时延对系统稳定性的影响,提出了基于自抗扰控制器(Auto Disturbance Rejection Control- ler)的网络远程闭环解决方案,同时给出了ADRC控制器参数的整定方法;在基于嵌入式技术的网络远程闭环控制系统平台上实现了无刷直流电机控制器的设计和参数整定,取得了较好的控制效果;所以利用ADRC解决网络远程闭环系统中不确定时延的方法是可行且有效的,同时所设计的控制器及其参数整定方法具有一定的工程参考价值。     

嵌入式系统网络接口与驱动设计

嵌入式系统设计中经常需要扩展网口,以方便同外部通讯。介绍一种新款网络接口芯片DM9000A,它具有封装小、低功耗、AUTO—Mdix等特点。论述该芯片与ARM处理器AT91RM9200之间的硬件接口设计,同时实现了在Linux系统中网络驱动开发。     

基于单神经元的张力控制系统的设计与仿真

张力控制是线状、带状及面状弹性材料缠绕工艺中的一项关键技术,它直接影响到缠绕制品的质量.通过张力控制系统总体方案的设计和施力机构的建模分析,采用基于单神经元的积分分离PID控制器,克服了传统PID控制的缺点,有效地改善了控制性能.在MATLAB环境下,应用S函数实现单神经元PID控制器子系统的封装,建立了张力控制系统仿真模型.仿真结果表明系统降低了超调量,提高了控制精度.     

Stand-alone programmable controller for time-critical robotic systems

This paper proposes and describes a new technique in the design and implementation of stand-alone programmable controllers which implement complex control algorithms for complex systems in general and time-critical systems in particular. Unlike other existing commercially available controllers, the proposed controller is capable of implementing all kinds of simple and complex control algorithm techniques such as PIDs, adaptive, optimal, etc. The controller is designed to handle timed events accurately due to the utilization of a new software approach based on Petri net technique as well as the use of an optimized simulation language designed for control and data acquisition applications. The most significant aspects of the proposed controller are its low cost, high speed, and easy implementation. Using the new approach, it is possible to effortlessly and efficiently simulate any controller algorithm and controlled plant, verify results if they meet pre-defined system specifications and then immediately generate and save codes on EPROMs to be placed on the controller board. The proposed controller system consists of a hardware portion and a software package. The software package is written in C and assembly languages and consists of four different programs. A prototype of the proposed controller was designed, constructed and successfully tested to implement various control algorithms. The data obtained suggest that the proposed technique will significantly aid engineers to simplify the task of implementing complex algorithms industry such as robotics.     

基于带有随机时滞的多通信通道的网络控制系统镇定

基于带有随机时滞的多通信通道,建立了离散时间网络控制系统模型．利用缓存对丢包进行补偿,并设计了状态反馈控制器,使系统达到随机稳定．采用锥型补偿线性化（ＣＣＬ）算法得到了控制器增益的全局最优解．最后通过倒立摆系统的仿真例子验证了所提出方法的可行性．     

模糊自适应控制算法的新方案

针对一种标准形式的非线性系统,以Li—xin Wang提出的模糊算法为基础,设计了一种新的自适应模糊控制器,采用直接控制器代替原有的监督控制器．根据Lyapunov定理,在放宽稳定性条件的前提下,证明了此闭环系统的稳定性．同时,给出了直接控制器的范围,由此可以解决由于监督控制器而可能引起的控制器的大幅波动．通过对一阶、二阶控制系统的仿真,可见本算法能大幅度提高系统的响应速度、以及其他的动态响应性能．     

采用奇异值分解研究多输入多输出控制系统的分析及综合

本文对于包含多输入多输出控制器的鲁棒控制系统作了系统化的研究。根据奇异分解法,文中得到了一个简单的矩阵-比例-积分控制器。采用上述系统化的技术,我们研制出一个交互式的控制系统计算机辅助设计软件包。文中例举了两个例子以说明本设计方案的系统性质及本计算机软件包的有效性。     

Control System Design Automation for Mechanical Systems

In this paper, a user-friendly and comprehensive control system design package called Control System Design Automation (CSDA) is described. The system consists of five main blocks: a requirement interpretation block, a modeling block, an analysis/design block, a database management and knowledge base block, and a verification block. The requirement interpretation block transforms the specifications in terms of the application to those in terms of control. The analysis/design block selects an optimal control structure and determines the controller parameters. In addition to the conventional design methods, CSDA also contains the more recent design methods such as the LMI design approach and the Kessler/Manabe method. The LMI approach can obtain a controller which satisfies multiple specification items at the same time. The configuration of the system as well as the analysis/design block are described in detail in this paper.     

控制系统计算机辅助设计专家系统的开发

本文讨论了一个控制系统计算机辅助设计(英文缩写为 CACSD)软件包的智能用户接口——专家系统的设计.设计该专家系统的主要目的就是尽可能减少用户运行 CACSD 软件包所需的各种知识,帮助和指导他们获得满意的设计结果.本文着重阐述了第三代 CACSD 软件包(即具有专家系统支持的 CACSD软件包)的必要性和重要性,给出了第三代 CACSD 软件包的总体框图和其中专家系统的结构,并对框图和结构中各模块的功能进行了详细的讨论。我们在本文中论述的一些概念.思想和想法在第三代CACSD 软件包的开发中将具有一定的价值.     

一种新的自适应模糊滑模控制器设计方法

对一类非线性系统提出一种新的自适应模糊滑模控制器设计方法。将自适应模糊控制与滑模控制有效地结合在一起,先用滑模控制使跟踪误差进入边界层内,然后启动自适应模糊控制器。该控制器可消除滑模控制器中出现的抖振,并可在存在模糊逻辑系统逼近误差情况下使系统跟踪误差小于预先给定的任意常数。仿真算例验证了所提出方法的有效性。