磁悬浮系统的极点配置控制器设计研究

单自由度磁悬浮1球系统是多自由度磁悬浮控制研究基础,本文在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上,建立了单自由度磁悬浮系统的数学模型,并将非线性模型进行了线性化。采用极点配置法设计了PI线圈电流控制器和PIV-前馈小球位置控制器,利用MATLAB／SIMULINK和RTX实时系统进行了实验,实验结果表明,小球可以稳定地悬浮在期望位置,并且具有一定的抗干扰能力。     

磁悬浮系统的模糊控制器设计

以五自由度的磁悬浮平台为研究对象,介绍了其系统组成和工作原理,建立了磁悬浮平台的数学模型,该平台具有与五自由度磁悬浮轴承相似的工作原理。针对磁悬浮系统的开环不稳定和强烈非线性的特点,采用模糊控制方法实现了对磁悬浮系统的数字控制。利用Matlab模糊逻辑工具箱中的FIS(Fuzzy Inference System)编辑器,结合Simulink工具箱建立模糊控制系统的仿真模型,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制器具有一定的干扰抑制能力和鲁棒性。     

双馈风力发电机的内模控制器设计

针对双馈风力发电机(DFIG)中普遍存在的功率耦合问题,设计了一种基于内模原理的电流控制器.首先介绍了内模控制(IMC)理论的系统结构,在此基础上推导出双馈风力发电系统的传递函数,并建立基于内模控制的电流内环数学模型;其次,内模控制器的参数整定参考系统的平方积分误差值,其鲁棒稳定性参考M值的大小;最后利用Matlab仿真平台进行了仿真实验.结果表明,该控制器实现了系统有功和无功的充分解耦,并具有较好的稳态和动态性能.     

磁悬浮球旋转控制系统

磁悬浮球是磁悬浮列车，磁悬浮轴承，磁悬浮飞轮储能系统，磁悬浮发射等一切磁悬浮研究的基础。同时也是闭环和非线性控制研究很好的平台。本文在分析磁悬浮球控制原理的基础上得出其悬浮、旋转数学模型，给出了使其悬浮、旋转的控制方案和仿真、实验结果。     

磁悬浮系统的模糊自适应PID控制

针对磁悬浮系统开环不稳定、强烈非线性等特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出一种改进的模糊自适应PID控制方法(IFPID).将微分环节从模糊控制器中剥离出来,只对比例和积分参数进行模糊整定.设计时采用非线性模糊化,利用S-函数建立磁悬浮系统的非线性模型并进行仿真.仿真结果表明,IFPID控制系统的抗干扰和适应参数变化的能力都优于常规PID控制,具有较好的动态特性和稳定性.     

波形分析法模糊自整定PID控制应用研究

在分析空调系统常规PID自整定控制局限性的基础上,指出利用偏差及偏差变化量作为PID参数调节判据是常规PID自整定控制难以取得理想控制效果的根源,从而引入波形分析法求解控制过程的性能指标即超调量与调节时间,并提出利用性能指标作为PID参数调节的判据将克服常规PID自整定控制的局限性.对性能指标与PID调节器参数的关系进行了分析,给出了根据性能指标进行PID调节的模糊控制规则,基于上述规则建立了空调机组模糊PID控制系统数学模型,并进行了仿真.仿真结果表明,该波形分析法模糊自整定PID控制可以较好解决如空调系统等大、纯滞后受控对象的控制,得到较理想的控制性能指标,并因此获得较高的经济效益.     

基于逆向解耦的球磨机系统的PID控制

球磨机系统是一个典型的多变量大时延非线性系统,各个控制量间存在严重的耦合,所以直接对其进行PID控制有些困难.针对上述问题,先利用逆向解耦构造出逆向解耦控制器,将原系统分解成两个单入单出的系统.然后利用基于内模控制的PID控制器参数整定的方法,可以直接获得PID控制器的各个参数,并且在模型失配的情况下进行了仿真研究.结果表明:逆向解耦简便实用,较传统解耦有一定优越性,所整定的PID参数有良好的调节品质,且具有很强的鲁棒性.     

基于速度信号的扰动观测器参数整定

由于速度信号的扰动观测器能够实时准确地估计干扰,使得观测器的控制方法无需被控对象精确数学模型而具有良好的控制性能.扰动观测器的核心是滤波器,参数整定直接影响扰动观测器对扰动的估计性能,是扰动观测器控制方法的关键和难点.针对滤波器参数整定问题,以常用的一阶低通滤波器为研究对象,增加可调参数的自由度,利用数值方法研究低通滤波器各参数对扰动估计性能的影响规律,所得结果具有普遍意义,可为扰动观测器参数整定提供有益参考.     

恒压供水模糊自适应PID控制器的设计、仿真

对遗传算法和传统PID控制作简要的介绍,针对工程整定方法整定的初始值超调量较大,调节时间较长的问题,利用遗传算法对其初值进行整定.利用遗传算法整定出的一组性能较优良的PID初值,结合模糊控制的思想,利用专家系统直接建立模糊规则,进行模糊自适应PID控制器的初步设计,并对恒压供水系统进行仿真,仿真结果满足设计要求.     

基于MATLAB的模糊自适应PID控制器的设计与仿真

本文针对在复杂系统中实现自适应参数的PID控制问题,介绍了一种基于模糊控制原理的PID参数自整定控制器的设计方案,同时利用MATLAB中的M文件和相应的FUZZY控制系统函数进行了仿真研究,仿真结果表明,参数自整定模糊控制系统比PID控制系统的鲁棒性好、控制精度得到提高。     

磁悬浮系统的硬件电路设计

以五自由度的磁悬浮转台为研究对象，介绍了磁悬浮转台的硬件电路组成。针对磁悬浮系统的开环不稳定和强烈非线性的特点，采用普通PC机作为数字控制器的磁悬浮转台系统，要求执行机构能够获得大功率和大电流的控制信号，设计了位移测量电路、功率放大电路、内环控制电路和保护电路。通过反复实验调试，结果表明该设计满足五自由度磁悬浮转台系统对硬件设计性能指标的要求.     

索-梁耦合结构的分岔反控制研究

斜拉索是斜拉桥主要的支撑单元,是斜拉桥的重要组成部分.本文研究了控制增益参数G对索-梁耦合结构的振动控制.利用文献已得到的索-梁耦合结构的面内非线性运动微分方程,根据离散法,对其进行分离变量法处理,进而得到索-梁耦合结构的单自由度和两自由度模态方程.不同于以往的研究,本文假设索(梁)的左支撑点即坐标原点处是可以沿纵向方向自由移动的,则索的动态应变会发生改变,进而改变其模态方程一次项系数,通过这一规律可以在理论上转换得到一套状态控制反馈准则,并根据Floquet稳定性理论,将上述方程转换为Hill方程形式.然后通过摄动法,得到运动微分方程的稳定解.最后对索-梁耦合结构的单自由度和两自由度系统进行了数值分析计算,通过改变反馈控制增益系数,可以实现系统的反控制.而设计者可以通过这些复杂现象的参数变化范围设计选择合适的参数,尽量使得系统能在工程师所能控制的安全范围内振动.这种控制策略保持了系统的平衡,并且可以应用于在期望位置处具有最优稳定性的退化倍周期分岔.研究表示,无论结构是单自由度还是两自由度系统,反馈控制增益系数的变化能明显有效地改变系统的共振情形下的幅值.通过适当调整控制参数,能在预先...     

列车驾驶模拟器体感模拟研究

以列车驾驶模拟器的六自由度运动平台的运动体感模拟仿真系统为对象,根据人体感知理论和体感模拟滤波原理,提出了基于经典滤波算法的体感模拟仿真算法,推导出离散化的时不变线性系统仿真模型,设计出适用于实时控制系统的控制算法,为自主开发六自由度运动系统提供了很好的参考和仿真工具。     

磁悬浮轴承的模糊PID控制

针对磁悬浮轴承控制系统多变量强耦合、不易建立精确数学模型的特点,应用模糊PID控制技术。实现对5自由度磁悬浮轴承的数字控制。该控制方法简单实用,不仅可以简化磁悬浮轴承控制系统的设计,同时还能够提高系统的控制精度。为了进一步提高控制系统的快速性,采用DSP芯片TMS320VC33作为控制核心。试验结果表明,系统的控制效果良好,有一定的实用价值。     

单自由度磁悬浮微动机器人的智能控制

提出了一种利用磁力作为机器人运动驱动的新型微动机器人，研究了单自由度微动机器人的工作原理，研究了微动机器人的控制系统，系统包括分析了位移传感器、电磁铁、功率驱动电路、A/D和D/A转换卡等．提出了一种双CMAC的智能控制方式，并用C++和Matlab语言编写了控制程序，经过实验证明所研制的系统能够满足机器人的运动控制要求．     

模糊控制在混合磁悬浮系统中的应用

针对永磁、电磁混合磁悬浮系统受诸多不确定因素的影响而且是典型的非线性系统,常规控制方法难以实现有效控制的问题,研究了模糊控制在混合磁悬浮系统中应用,给出了模糊控制规则及相应的隶属函数,设计了模糊控制器并在实际的单自由度混合磁悬浮系统中应用。测试结果表明模糊控制增强了系统的抗干扰能力和磁悬浮刚度,取得了良好效果。     

神经元滤波型2自由度PID控制器研究

本文给出了一种用神经元实现的给定值滤波型2自由度PID控制器．这种控制器利用 神经元权值自学习功能解决了2自由度PID控制器参数整定这个难题并使系统具有自适应能力 ．物理实验表明：神经元滤波型2自由度PID控制器具有应用价值．     

Design of the annular suspension and pointing system (ASPS) through decoupling and pole placement

This paper describes the decoupling and pole-placement design of the ASPS with continuous-data control and with digital control. The dynamics of the ASPS are represented by a simplified small-angle, small-displacement planar model with four degrees of freedom. The model includes a mount, a gimbal assembly, a pallet with magnetic actuators, and a payload. The pallet has one rotational degree of freedom relative to the mount, and the payload has two translational and one rotational degrees of freedom relative to the pallet. One of the translation degrees of freedom of the payload is not coupled to the other three degrees of freedom of the payload is not coupled to the other three degrees of freedom. The bandwidth requirements of the various degrees of freedom are specified. The continuous-data system with state feedback is designed through decoupling and pole placement. It was found that the digital ASPS cannot be completely decoupled. However, the bandwidth requirements were satisfied by pole placement and a trial-and-error method based on approximate decoupling. The time responses of the designed systems are investigated by computer simulation.     

一种计算机精密测量显示控制系统的设计及实现

利用微动平台,二次开发控制软件,进行精密控制。为了克服回程误差,选择精度更高的光栅尺进行测量,整个测量系统组成伺服反馈系统,测量软件上进行闭环,一键设定到位,精度能达到0.2μm,适合于各种单自由度或多自由度小载荷精密移动领域。