一类分数阶超混沌系统的有限时间同步

研究了一个四维的分数阶超混沌系统有限时间同步问题。通过分数阶微积分有限时间同步的相关定义,设计了一个新的非线性控制器,该控制器使得四维分数阶超混沌系统的同步误差在有限时间内渐近趋于零。同时分析了分数阶混沌系统在有限时间内达到同步的控制器的存在性。理论推导过程和数值仿真结果表明:该同步方法可使四维分数阶超混沌系统在有限时间内具有良好的同步效果。     

分数阶和整数阶混沌系统的投影同步

介绍了一种新的三维分数阶混沌系统,通过理论解析、Lyapunov指数与维数求解以及变换分数阶混沌系统阶数时,系统相图和吸引子的变化情况验证了该系统是混沌的。通过研究追踪信号的理念和模拟整数阶混沌同步控制器的原理,发现了一个新的非线性控制器。理论推导和Matlab实例仿真结果表明:该非线性控制器可使分数阶混沌系统与同维整数阶混沌系统之间具有良好的投影同步效果。     

基于半实物仿真技术的分数阶PID控制器

采用半实物仿真技术获得被控对象特性,进而得出系统传递函数。在此基础之上采用分数阶控制器的设计算法设计系统的分数阶控制器。并将该控制器与经典PID控制器进行仿真对比,结果表明：分数阶PID控制器较传统PID控制器,在对系统响应时间的调节上取得了较好的效果。     

一种改进的滑模控制方法在非线性不确定系统中的应用

对传统滑模面设计方法进行了改进,引入滑模面斜率,将其应用于一类非线性不确定系统,并基于此设计滑模控制器,其控制目的是使非线性系统在存在不确定及干扰时,系统输出依然能够很好地跟踪参考输入,理论证明该设计方案是可行的。另外还对该系统进行了稳态误差计算,分析了滑模面斜率及边界层厚度对稳态误差的影响,通过理论计算与分析,找到了一种方便简单的减小误差的方法,同时还可更进一步抑制抖振,使系统具有更强的鲁棒性能。仿真实例表明,文中提出方法是正确有效的。     

分数阶控制器在气动位置伺服控制中的应用研究

针对气动位置伺服控制系统的弱阻尼、强非线性等问题,提出一种基于分数阶微积分的分数阶控制策略.分数阶控制器的分数阶微积分可以增加传统PID控制器的设计灵活度和系统的稳定度.为验证分数阶控制器的良好控制特性,在Matlab/Simulink下建立了详细的气动位置伺服系统模型.仿真结果表明:分数阶控制器具有对参数不确定性和非线性良好的控制效果.     

连续搅拌釜式反应器的鲁棒最优控制

针对一类带不确定性的连续搅拌釜式反应器,提出基于滑模控制理论的鲁棒最优控制算法。输入输出线性化方法用于线性化对象模型,假设系统的不确定因素有界,滑模面采用积分型滑模面以确保系统稳态误差为零,将线性二次型理论用于等效控制律的设计中,保证了系统的性能指标最优,自适应滑模切换控制增益的选取在降低系统抖振的前提下补偿了系统的不确定因素及外部扰动,实现了控制器的鲁棒最优。通过仿真实验表明,提出的控制器对匹配的不确定性因素及外部扰动具有鲁棒性,且闭环系统的性能指标最优。     

基于PID滑模面的中空成型机料筒的时变滑模温度控制策略

针对中空成型机料筒温度控制非线性、时变性和耦合性的特点,设计了基于非线性PID滑模面的时变滑模控制器。为了提高滑模控制精度,并抑制固有的抖振现象,对基于非线性PID滑模面的时变滑模控制器进行了研究。采用非线性PID滑模面函数代替传统PID滑模面函数,引入指数时变因子以平滑系统到达阶段曲线。利用传递函数矩阵描述分段料筒间温度的交叉耦合性,并通过仿真实验验证了非线性PID时变滑模控制器对中空成型机料筒温控系统的有效性。     

加热炉分数阶PID温度自适应控制系统设计

针对加热炉温度控制系统控制器参数不易选择的问题，提出一种分数阶自适应PID串级控制方法实现控制器参数自动调整。首先以分数阶PID控制器分别作为温度主控制器和燃气流量控制器，实现加热炉串级温度控制；其次应用自适应理论对控制器进行改进，设计了自适应分数阶PID控制器。最后通过数值仿真，验证了所设计控制系统对加热炉温度控制的有效性和可行性。     

基于滑模控制的混沌系统在永磁同步电机中的应用研究

将基于滑模控制的方法应用于永磁同步电机（PMSM）混沌系统中。为了在滑动模态中保证系统的同步性能,采用一种新型的比例积分切换面。基于滑动模态的控制器具有鲁棒性,即使在参数不确定和外部干扰存在的情况下,也能保证滑动模态的出现。通过分析高复杂性的动态非线性系统——混沌系统,来研究鲁棒的同步性问题,并在滑动模态下,通过选择适当的反馈阵,采用任意极点配置法来设置系统的动态误差特性。仿真结果表明该控制设计方法实现简单并且性能优良。     

采用动态滑模算法的注射机压力控制器

注射机在注射过程中,需要采用非线性控制理论解决保压过程的非线性问题。滑模变结构控制方法具有良好的鲁棒性,控制精度高,但是存在抖振现象。为了抑制传统滑模控制方法存在的抖振问题,采用动态滑模控制方法设计二阶保压压力系统的控制律,构造辅助滑模面函数,将滑模收敛过程分为两个阶段,并给出系统收敛条件下控制器参数所满足的条件。通过仿真实验验证动态滑模控制器对非线性保压压力系统控制的有效性。     

基于相角裕度与鲁棒性解析法设计分数阶PI~λ控制器

介绍了一种基于期望相角裕度与提高系统鲁棒性的解析法设计分数阶PIλ控制器。首先,根据相角裕度的定义和提高系统的鲁棒性得到3个非线性方程组,并用图解法得到PIλ控制器的积分阶次λ;然后,由解析法得到控制器的比例增益kP和积分时间常数TI。比较传统Z-N法设计的常规PI控制器,仿真表明解析法得到分数阶PIλ控制器能得到期望的裕度并具有更好的鲁棒性。     

一种分数阶PI~αD~β控制器的设计与化简

针对分数阶PIαDβ控制器数字实现相对复杂、结构调整相对困难这一情况,依据分数阶微积分算子最佳有理逼近原理,提出了一种逼近频带可选择的分数阶PIαDβ控制器设计与化简方法。这种分数阶控制器设计与化简方法可以方便地用程序来实现,为分数阶控制器的工程化应用提供了一个途径。     

基于MATLAB和OPC实现分数阶PID在锅炉汽包液位控制中的应用

基于Oustaloup算法设计出分数阶PID控制系统,并利用MATLAB及OPC技术,将分数阶PID控制器应用到锅炉汽包液位DCS控制系统中。     

超混沌系统的反同步研究

以超混沌liu系统为研究对象,采用基于状态观测器的理论来构造观测器,实现了超混沌liu系统的反同步。同时根据非线性反馈的思想设计出一个控制器来实现该系统在不同初始值条件下的反同步,并通过李雅普诺夫稳定性定理证明了控制器的合理性。利用Matlab对两种反同步方法进行数值仿真,证明了其可行性和有效性。     

基于永磁同步电动机模型的自适应混沌控制

基于永磁同步电动机的系统模型,运用简单的线性状态反馈方法,在系统参数给定和未给定的情况下针对系统的混沌现象提出了一种简单快速的混沌控制方法。当系统参数给定时使混沌系统的指数趋于稳定并给出反馈增益的范围,在系统参数未给定的时候设计一种自适应控制器,该控制器克服了以往一般自适应控制器中空置率不连续的缺点。最后通过Matlab进行仿真证明了所设计方法的可行性。     

塑料挤出机的温度自适应滑模控制系统

作为塑料挤出过程的关键参数,塑料挤出机的温度在实际操作中存在非线性和滞后性,严重影响了温度控制的稳定性和控制精度。基于塑料挤出机的整体式料筒建模,并设计了自适应滑模温度控制系统。由于滑模控制器对参数变化和外界干扰不敏感、控制器结构相对简单而被广泛应用于工程实践。自适应滑模控制在普通滑模控制的基础上,进一步采用自适应律以自动适应实际系统参数的变化,具有更高的控制精度和系统鲁棒性。研究采用自适应滑模算法对整体式料筒温度设计相应控制器,并通过仿真实验验证了控制器的控制精度和鲁棒性。     

分数阶控制器在过热汽温控制中的应用研究

在传统串级控制基础上结合分数阶PIλ Dμ控制器,提出过热汽温的分数阶PIλDμ串级控制策略.采用粒子群优化算法对分数阶PIλ Dμ控制器参数进行整定.在Matlab/Simulink仿真环境中对分数阶PIλDμ控制器和整数阶PID控制器的控制效果进行仿真对比,结果表明分数阶pIλ Dμ控制器在设定值跟踪、扰动抑制和鲁...     

带有混合时滞的分数阶非线性系统稳定性研究

研究了一个带有离散时滞和分布时滞的分数阶非线性混合时滞系统的渐近稳定问题。根据Lyapunov间接法,结合Riemann-Liouville型积分算子的连续频域分布模型和Lyapunov-Krasovskii方程,构造了一个全新的Lyapunov函数,给出分数阶非线性混合时滞系统的渐近稳定条件,并根据所给的稳定条件设计了一个反馈控制器,最后通过算例仿真验证判定条件的可行性。     

基于单值预测的递推滑模解耦控制

在对角解耦的基础上,提出了一种基于单值预测的递推滑模控制算法。该算法将单值预测算法和递推滑模控制结合起来,设计了单值预测递推滑模控制器。实验和仿真结果表明,所提的方法可较好地消除滑模抖振现象,减小了系统的控制误差。针对不确定扰动具有较强的抗干扰性,能很好地实现带钢热轧的解耦控制。     

塑料吹膜机的三阶滑模温度自适应控制器设计

塑料吹膜机的温度控制具有非线性、时变性和滞后性,对塑料薄膜产品的质量和产量产生了很大的影响。针对这一问题,设计了三阶滑模变结构控制器,引入辅助变量项来构造关于滑模函数三阶微分的标准动态方程,以消除传统滑模固有的抖振问题,并采用Lyapunov方法证明系统的稳定性。对塑料吹膜机的温度控制进行仿真实验,结果表明:相比传统滑模控制器,设计的三阶滑模控制器具有0超调、无抖振、响应快速的优越性能,能够更好地跟踪温度变化曲线。