离散系统状态反馈控制中的跟踪问题

针对离散系统，本文讨论状态调节器的输出跟踪问题，指出了现有的离散状态调节器存在的问题，提出了一种新型的离散状态PI调节器．     

一类非线性系统的自适应预测函数控制

针对一类具有输出反馈耦合的离散非线性系统，将过程的非线性状态空间模型等效为线性时变状态空间模型；然后利用最小二乘法辨识系统参数，并通过在目标函数中引入系统状态的变化给出一种具有类似离散PI最优调节器结构的新型自适应预测函数控制器．由于引入了新的优化目标函数，该控制器控制效果与鲁棒性要优于仅考虑预测输出误差的传统预测函数控制器．仿真结果表明，该控制器优于经典离散PI最优调节器．     

参数自调整Fuzzy-PI调节器

实践证明,Fuzzy 控制器有一定优越性。但简单 Fuzzy 控制器的参数为一组常量,要提高其性能仍受到限制。本文提出了 Fuzzy 控制器参数自调整的方法,以满足过程响应在不同状态下对参数的不同要求,得到最佳的响应特性。机器模拟人的“粗调”与“细调”的操作方法,表现了较高的智能。作者考虑到常规 PI 调节器的优点,把 Fuzzy与 PI 控制相结合,构成了新型的参数自调整 Fuzzy-PI 调节器。文中给出了仿真实验结果以及在钢厂燃油退火炉温度控     

基于Jaya算法的电车驱动电机参数辨识

针对电动汽车主要驱动电机PMSM入手,为了提高PMSM的运行性能,将Jaya算法进行优化并且运用在PMSM的参数辨识上。事实上,采用矢量控制的PMSM驱动系统的性能取决于PI调节器。这些调节器参数将根据识别的PMSM电机参数进行调整。因此,为了提高永磁同步电机的运行性能,PI调节器的参数需要精确调整并适合于PMSM的参数。通过MATLAB仿真建模验证了PMSM参数识别结果,证明所进行的实验算法具有优化作用。     

基于支持向量机的一类非线性系统预测控制

针对一类具有输出反馈耦合的离散非线性系统,将过程的非线性部分通过支持向量机转化为全局线性状态空间模型,并在目标函数中引入系统状态的变化,给出一种类似于离散PI最优调节器的新型预测控制器.该方法不需要在线辨识系统参数,因为系统的内模已转换成全局离线模型.由于引入了新的优化目标函数,该控制器的控制效果和鲁棒性优于仅考虑预测输出误差的传统预测控制器.仿真结果表明,它也优于经典离散PI最优调节器.     

积分分离法调节器直流调速系统研究

系统控制中调节器的结构和参数直接影响系统的性能指标.在性能要求较高的系统中,仅仅靠调整PI调节器的参教难以同时满足性能指标.本文提出了一种新的调节器--积分分离法调节器,成功地减小了超调量及缩短了过渡过程时间.利用MATLAB工具软件对双闭环直流调速系统进行了仿真研究,同时指出了一些现有调节器仿真模型的不足之处,证明积分分离法调节器比传统PI调节器性能优越,并给出了实现的基本思路.     

基于模糊自适应算法的原动机参数整定

在原动仿真系统中,关于其速度电流综合调节器(实质为PI调节器)的参数一直以来都是依靠传统方法来确定的,这种方法不但耗费时间,而且很难寻求到一组理想的参数。将模糊自适应算法引入可很好解决这些问题,通过具体事例运用MATLAB仿真试验,对传统方法和模糊自适应算法所得到的调节器阶跃响应进行比较,试验结果证明,模糊自适应算法能够快速优化确定PI参数,且原动系统的动态特性更好。     

高功率因数PWM整流器PI调节器的仿真研究

对单相PWM整流器进行了分析,推导出了相应的数学模型和控制结构框图.针对单相PWM整流器建模难和电流、电压控制环的PI调节器设计难的问题,提出了一种基于古典线性控制对非线性进行线性化和输入输出能量守恒相结合的单相PWM整流器的PI调节器的设计方法.分别对电流、电压控制环的调节器进行了选型和参数设计.采用基于Matlab/SimPower Systems的方法对整个控制系统进行建模和仿真验证.仿真结果得出双闭环PI调节器均能很好的满足控制系统的稳定性和动态性要求.因此,文中提出的单相PWM整流器PI调节器的设计方法在工业控制中有推广应用的广阔前景.     

内埋式PMSM模糊PI超前角弱磁控制算法研究

内埋式永磁同步电机运行过程中,由于电流变化导致的参数变化使得转矩和速度波动加大;模糊控制有利于提高系统的稳定性,且不依赖系统参数,将模糊控制引入到内埋式电机的超前角弱磁控制中,电流环采用模糊PI调节器代替传统PI调节器,构建了模糊PI超前角弱磁算法;仿真结果表明,模糊PI超前角弱磁算法补偿了从电流相角偏移,提高了超前角弱磁控制过渡时相角稳定性;与传统PI比较,电机输出转矩波动减小7%,速度波动减小1%,鲁棒性增强。     

混沌系统不稳定平衡点的镇定及其在蔡氏电路中的应用

基于混沌系统的遍历性和状态PI调节器理论, 提出一类混沌系统不稳定平衡点的镇定和设定点跟踪新方法, 给出用于控制器参数设计的Lyapunov矩阵不等式. 对于分段线性混沌系统, 如蔡氏电路, 可通过控制理论中的极点配置技术来设计控制器参数. 该方法对系统参数变化具有很强的鲁棒性, 能够消除外部定值扰动. 将该方法用于蔡氏混沌电路不稳定平衡点的镇定, 取得了满意的结果.     

基于Matlab/xPC的直流电机参数辨识及双闭环控制研究

针对直流电机精确数学模型的获取及其双闭环控制器参数的整定问题,在Matlab/xPC目标环境使用递推最小二乘法对某型直流电机进行参数的在线辨识,获得某工作转速下的动态结构图参数.针对该结构图,在Simulink环境下对速度调节器和电流调节器的PI参数进行整定并仿真,达到满意效果后,将控制器下载到xPC目标机中,采用毫秒...     

Optimal decentralized controller design for multivariable plants†

The most commonly employed feedback algorithms for the control of industrial plants are those of the P, PI and PID regulators. In this paper, the procedure for decentralized (local) P, PI and PID regulators for multivariable plants optimal with respect to the overall system performance is developed. It is assumed that the type of each regulator is defined a priori and, in the case of PI and PID control laws, the state space of the corresponding subsystem is extended to include the dynamics of the local feedback regulator. The implementation of the procedure is based on optimal structurally constrained state feedback design with respect to the extended quadratic performance criterion.     

基于模糊推理的PI控制器参数整定方法

针对常用的PID控制器整定方法应用于高阶、时延、非线性工业对象时,许多整定公式不能获得满意的性能的问题,提出了一种对PI控制器参数进行整定的新方法。通过模糊推理将控制过程分为暂态和稳态,然后调用相应的模糊控制器来求取PI控制器的比例系数和积分系数。该方法既利用了模糊控制对被控对象的数学模型要求弱和抗干扰能力强、响应速度快等优点,也保留了传统PI控制器良好的稳态调节作用,达到了比较理想的控制效果。     

基于扩张状态观测器的磁通切换永磁电机的无传感器控制

将线性自抗扰控制应用于磁通切换永磁电机（FSPMM）的无速度传感器控制中,采用线性扩张状态观测器（LESO）构造FSPMM的转速观测器,实现对转速准确而快速的实时估计;设计线性自抗扰控制器（LADRC）作为转速环调节器,系统的鲁棒性被提高了.仿真结果验证了所设计的基于LESO的无传感器LADRC控制策略能够使FSPMM可靠稳定运行,LESO提升了系统的观测精度和响应速度,克服了滑模观测器（SMO）带来的高频抖振和滞后现象;与基于SMO的无传感器PI控制策略相比,所提的控制策略在负载扰动和参数摄动时具有更强的鲁棒性.     

一种专家控制器—设计原理和比较研究

本文应用人工智能原理中的问题归约技术设计了一种专家控制器.比较研究表明,该专家控制器是可行的,其控制性能比模糊控制器和 PI 调节器都要优越得多.文中所提出的控制归约与或图,实际上为设计专家控制器示范了一种形式化的方法。     

电动汽车能量控制系统的动态建模与仿真

在异步电动机驱动的电动汽车运行过程中,驱动系统的直流侧电压和电流随着运行状态的不同而发生变化,从而会造成电动机控制性能的恶化.根据电动汽车驱动时直流侧电压需保持恒定,能量回馈时直流侧电流需保持恒定的要求,使用双向直流-直流变换器对直流侧电压和电流进行调整,正向工作时采用电压反馈并使用PI控制器镇定系统,反向工作时采用电流反馈并使用基于补偿环节的平均电流法镇定系统.分别建立了正向电压控制和反向电流控制的动态数学模型,利用输入电压和负载的阶跃扰动考验了系统的抗扰能力.通过MATLAB仿真证明了该控制方法的有效性和正确性.     

基于SVPWM的交流位置伺服控制系统的研究

依据矢量控制理论,研究了永磁同步电机(PMSM)的控制策略,构建了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化算法的三环控制系统,引入积分分离式PI调节器改善系统性能,仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能。     

Linear state feedback regulator for rigid link manipulators

A new generic representation of the gravity vector in the rigid link robot dynamic model is proposed. We use this representation to design a linear state feedback regulator and show that the closed loop nonlinear system is globally asymptotically stable and exponentially stable in any closed ball. We exploit the fact that the gravity vector is the gradient of the potential function. We also consider robustness of the linear state feedback regulator to parameter uncertainty.     

Regulators for optimal periodic processes

A feedback controller called a periodic regulator is developed for implementing an optimal periodic process to a physical system under state deviations and constant parameter variation. The objective of the periodic regulator is to bring the perturbed plant back to a neighboring optimal periodic path in such a manner that the infinite-time second-variation of the cost is minimized. The transition matrix associated with the variational problem evaluated over one period is symplectic and generically possesses two unity eigenvalues coupled in the same Jordan box; the primary eigenvector associated with the unity eigenvalue corresponds to the orbital velocity direction. It is shown that there exists a locally stable subspace in the neighborhood of the periodic orbit. Moreover, a simple condition is given for defining the state variation which guarantees that it is contained in this stable subspace. A controller including feedback of the parameter variation is derived which provides first-order convergence to a new optimal periodic trajectory. Finally, The periodic regulator developed is applied to a simple two-state periodic optimal control problem to demonstrate its convergence properties