参数自适应模糊PID控制在车辆主动悬架中的应用

本文提出了车辆主动悬架的参数自适应模糊PID控制策略，分析了系统模型及模糊控制器的设计和实现，并对控制效果进行了仿真研究。与被动悬架的对比分析表明，此种主动悬架系统在减小振动、提高车辆平顺性方面明显优于被动悬架。     

基于主动悬架的整车车身姿态控制策略研究

针对车辆在行驶过程中产生的车身姿态失衡问题,提出了一种基于姿态补偿的主动悬架整车车身姿态控制策略。在建立整车七自由度动力学模型,并基于随机路面进行实车试验验证整车模型的准确性的基础上,构建了模型预测控制器,根据状态观测器估计的各信号求解各个悬架的垂向控制力以衰减车辆垂向振动;进而以模糊算法为基础设计车身姿态补偿控制策略,使电磁直线作动器产生反作用力以抑制车身姿态恶化。选取某型号直线电机作为主动悬架力源,将垂向控制力与姿态补偿力合并得到各悬架控制所需电磁作动力,以此计算电机所需目标电流,并通过MATLAB/Simulink平台对主动悬架系统进行仿真。仿真结果表明：所提出的基于主动悬架的整车车身姿态控制策略在不影响车辆垂向控制效果的基础上,能够大幅降低车辆质心侧倾角和俯仰角的均方根值,车身姿态得到有效控制。     

多时滞离散不确定系统的模糊输出反馈保性能控制

针对一类用T-S模糊模型描述的多时滞离散不确定系统,研究了其输出反馈保性能鲁棒控制问题.基于线性矩阵不等式方法,给出了系统模糊输出反馈保性能控制律存在的一个充分条件和性能上界,并证明了该条件等价于一组线性矩阵不等式的可行性问题.通过建立和求解一个凸优化问题,给出了系统设计次优保性能模糊输出反馈控制律的方法.最后通过算例验证了结果的有效性.     

非线性系统的最优模糊保代价控制及在永磁同步电动机混沌系统中的应用

研究了具有不确定参数非线性系统的稳定最优模糊保代价控制问题。采用T-S模糊模型描述非线性系统，对具有范数有界，时变参数不确定性的非线性系统，得到了存在稳定最优模糊保代价控制器的充分条件，并推算出了相应的线性矩阵不等式(LMI)形式。建立了永磁同步电动机混沌系统的T-S模型，采用最优模糊保代价控制器进行控制，针对不含参数不确定性和含有参数不确定性两种情况进行仿真研究，均得到满意的控制效果。     

半主动悬架PID控制的研究和优化

为解决汽车半主动悬架系统PID控制中,PID控制器参数选择的经验性和主观性,提出采用粒子群算法对PID控制器中的参数进行优化。首先建立汽车半主动悬架系统的模型,并对其进行PID控制,然后利用粒子群算法的并行全局搜索能力对PID控制参数Kp、Ki、Kd进行整定,以此来改善汽车半主动悬架PID控制的性能。仿真结果表明,基于粒子群算法优化的PID控制不仅解决了参数整定的问题,而且相对于PID控制的悬架和被动悬架而言,使汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性有所提高。     

具有不确定参数的混沌系统的模糊保代价控制

研究了具有不确定参数混沌系统的稳定模糊保代价控制问题。采用T-S模糊模型描述混沌非线性系统，对具有范数有界，时变参数不确定性的混沌系统，得到了存在稳定模糊保代价控制器的充分条件。并推算出了相应的线性矩阵不等式(LMI)形式。     

自适应改进模糊调节电压矢量占空比永磁同步电机直接转矩控制

设计了模糊调节电压矢量占空比永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC),采用开关表选择电压矢量,采用模糊控制器确定电压矢量占空比。仿真结果表明,与传统DTC相比,可有效抑制磁链和转矩脉动,但也存在转矩较大时开关表控制失效引起转矩脉动的问题。针对开关表控制失效问题,提出了采用电压矢量选择策略取代开关表来选择电压矢量的改进控制策略。仿真结果表明：改进控制策略可有效抑制因开关表失效引起的转矩脉动,但动态性能较差。因此,进一步提出采用开关表与模糊调节电压矢量占空比的自适应切换控制。动态下,系统采用开关表控制;稳态下,系统采用改进模糊调节电压矢量占空比控制。仿真结果表明,自适应改进模糊调节电压矢量占空比控制可在保证良好稳态性能的基础上提升动态性能。     

基于MATLAB仿真的汽车主动悬架与被动悬架的研究

基于1/4车辆的主动与被动悬架为控制对象,建立了动力学模型。使用MATLAB软件平台对主动与被动悬架进行仿真,在仿真中对主动悬架采用线性二次型高斯(LQG)理论的设计方式,并分别对两种悬架的仿真结果,作了详细的分析与说明,得出了与理论相符的结论。     

APF直流侧电容电压的下垂模糊自适应PI控制

以单相并联有源电力滤波器(APF)为研究对象,针对直流侧电容电压影响APF补偿性能的问题,提出了将下垂控制和模糊自适应比例积分(PI)控制相结合的下垂模糊自适应PI控制方法。首先,分析模糊自适应PI控制的工作原理;再针对传统直流侧电容电压控制存在补偿开关器件损耗与补偿性能的不足,提出采用下垂控制器获得直流侧电容电压控制的参考值,并对下垂控制与模糊自适应PI控制相结合的控制方法进行了理论分析;最后,对提出的方法进行了Matlab/Simulink仿真和实验验证。结果表明:相对于模糊自适应PI控制方法,提出的控制方法响应速度更快、超调量更小,且提高了直流侧电容电压控制的稳定性及APF的补偿性能。     

模糊自抗扰控制的三电机同步协调系统

针对三电机同步协调控制系统存在速度与张力难以解耦的控制问题,分析三电机同步控制系统数学模型,提出一种基于自抗扰控制技术的控制方案;根据三电机同步协调特点,对主电机转速控制采用模糊一阶自抗扰控制器,对两两电机间张力控制采用模糊二阶自抗扰控制器。通过设计的三电机S7-300协调控制系统实验平台,对电机转速控制性能和解耦性能进行实验。实验结果表明,模糊自抗扰控制的三电机同步协调控制系统与传统的PID控制的系统相比较,提高了动态性能和稳态精度,实现了速度与张力的解耦、张力与张力间的解耦,具有快速稳定的控制性能。     

改进GPC算法在永磁同步电机控制系统中的应用

为了使永磁同步电动机(PMSM)矢量控制系统适用于更高要求的场合,在给出PMSM在d-q旋转坐标系中的模型表达式和传动系统机械运动方程的基础上,推导出了系统的基于受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型。基于此模型和金元郁等提出的改进广义预测控制算法(JGPC)设计出了适用于PMSM驱动系统的速度环的改进广义预测控制器。仿真实验表明,JGPC控制器可以很好的跟踪给定速度曲线,辨识出的参数跟实际电机的相关参数一致,且动态及稳态性能良好。     

基于SMC的模型预测控制性能验证方法研究

1. 武汉交通职业学院， 湖北 武汉　430065； 2. 武汉轻工大学 数学与计算机学院， 湖北 武汉　430023     

基于DPC-SVM控制的三电平PWM整流器仿真研究

直接功率控制(DPC)和电压定向矢量控制(VOC)是PWM整流器常用的控制技术。DPC控制动态响应比较快,但其稳态性比较差,而且开关频率不固定,给滤波器的设计带来困难。VOC控制精度高,但算法实现比较复杂。在此基础上提出了一种空间电压矢量控制与直接功率控制结合的控制策略,即DPC-SVM。该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环,无功功率参考值设为0,以达到单位功率因数,设计了功率环的参数,对系统进行了仿真研究。结果表明,所提出的控制技术有好的动静态性能,直流母线电压超调量小,电流谐波总畸变率小,并且弥补了直接功率控制和电压定向矢量控制的缺点。     

湿法烟气脱硫仿真系统设计与研究

在火电厂中,建立湿法烟气脱硫（FGD）仿真系统,对运行人员进行培训具有重要的作用。本文介绍了湿法烟气脱硫的基本工艺,然后从控制系统（DCS）和仿真模型两方面对建立仿真系统进行了分析和总结。     

基于PCHD模型的VSC-HVDC系统无源控制研究

基于端口受控耗散哈密顿系统（PCHD）模型,提出了一种针对基于电压源换流器的轻型高压直流（VSC—HVDC）输电系统的无源控制新方法。该方法就是将轻型高压直流输电的换流站模型等效成一个具有耗散性质的无源系统,并根据VSC—HVDC的4种不同控制方式,确定相应的dq坐标下的电流参考值。在此基础上,通过互联与阻尼配置的方法设计无源控制器,追踪参考电流,实现独立调节瞬时有功、无功功率。仿真结果表明了该控制策略具有良好的暂态控制性能和鲁棒性。     

基于模糊自适应的双馈异步风力发电机控制策略

为了解决双馈异步风力发电机（doubly-fed induction wind generator,DFIG）不对称电网网侧变换器采用双电流闭环控制策略（double current closed loop control strategy,DCCS）时响应速度慢、动态性能差等问题,提出了根据电流差、电流差变化率在线模糊自适应修正比例积分微分（proportion integration differentiation,PID）控制器参数的Fuzzy PID策略,建立了DFIG网侧变换器数学模型。基于Matlab/Simulink仿真工具,通过模拟电网侧发生不对称电网故障,仿真得到网侧变换器在改进控制策略下的直流侧电压、电流波形。仿真结果表明：与传统DCCS相比,Fuzzy PID策略进一步改善了直流侧电压、电流的稳定性,减少了直流侧电压、电流纹波分量,改进后的控制系统响应速度更快、动态性能更好。     

基于PSIM的±10kvar静止同步补偿器建模及仿真

动态无功补偿装置近年来在风电场及光伏电站应用越来越广泛,为更好地掌握动态无功补偿装置的原理及运行特性,基于电流直接控制策略的控制系统,建立了±10 kvar静止同步补偿器(STATic synchronous COMpensator,STATCOM)的仿真模型;并运用电力仿真(Power SIMulation,PSIM)软件对所建模型进行了系统仿真,得出了STATCOM的动态补偿仿真波形。结果表明:该无功补偿装置具有良好的动态补偿特性。     

广东电网自动发电控制功率调节分配因子的数学建模

由于水电、火电、抽水蓄能等不同类型机组的容量和调节速率不同。当水电、火电机组一起联合参与自动调节时,将会导致调节功率分配不科学,进而引起控制性能标准（Control performance standard,CPS）合格率下降,对机组安全运行不利。为此,对广东电网自动发电控制（automatic generation control,AGC）机组的功率分配进行了深入的研究,利用美国电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronic Engineers,IEEE）推荐的区域负荷频率控制模型,对广东电网及其周边电网AGC控制策略进行了精确的建模,并对汽轮机、水轮机的数学模型及其调速器的数学模型进行详细的研究。仿真计算结果表明,该模型有效可行。     

滑模控制器对永磁同步电机的调速性能研究

对永磁同步电机（PMSM）控制系统的数学模型进行了解耦,将系统分为电气和机械两个子系统,并对子系统分别设计了利用时间变化的滑动面进行电机控制的滑模控制器,在此基础上设计了基于滑模控制器的永磁同步电机调速仿真系统。通过与脉冲宽度调制（PWM）的调速仿真系统的实验结果进行对比可知,基于滑模控制器的永磁同步电机控制系统进行调速时转矩脉动更小,电机转速的超调也更小,证明了这种调速控制系统具有更好的动态调速性能。     

基于模糊逻辑控制的SRD仿真实现

分析了开关磁阻电动机调速系统（SRD）的工作原理及开关磁阻电动机（SRM）的非线性电感模型。在此基础上,对其进行了简化处理,并采用模糊控制器对SRM的开关角进行实时补偿,同时建立了基于电流斩波控制的四相SRM非线性仿真模型。仿真结果验证了该控制方式的正确性,该模型不但计算相对简单且能有效减小转矩脉动和提高系统的动、静态性能,并能满足一定精度要求,为实际的SRD设计和调试提供有效的手段和工具。