基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析

本文以以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,通过对控制原理分析、数学建模分析、状态反馈设计、MATLAB仿真,然后在搭建的实验平台上用LQR方法编程实现对其最优控制。系统的成功起摆与保持倒立控制的实现,验证了建模的正确性与控制方式的有效性。     

基于LQR控制的三级倒立摆系统稳定性分析

倒立摆系统是研究控制理论的一种典型的实验装置。本文通过建立三级倒立摆的非线性数学模型,分析了三级倒立摆能观性和能控性,以及系统本身的不稳定性。通过正确设置矩阵Q的值,成功实现了基于LQR控制算法的倒立摆控制。分析仿真结果,得出LQR控制算法的不足。     

拟人智能控制倒立摆的单片机实现及其品质鲁棒性

倒立摆装置是用来检验控制策略效果,是控制理论研究中较为理想的实验手段,倒立摆系统本身就是一个自然不稳定的多变量系统,具有严重的非线性,必须采用效控制方法使之稳定。本文彩和８０９８单片机的造拟人智能控制器,成功地实现了对一、二级倒立摆的控制,并获得了比较好的控制效果,实验研究表明利用单片机实现智能控制的可行性和有效性,具具有比较好的品质鲁棒性,应用前景广泛。     

基于模糊控制的旋转倒立摆系统

针对倒立摆系统的非线性、不稳定的控制问题,研究了旋转倒立摆系统的构成和数学模型,对旋转倒立摆系统在平衡点附近进行了可控性分析,提出了一种新的基于模糊控制器进行控制的方法,建立了相应的控制规则,进行了实时控制和研究。实验结果表明,该系统具有鲁棒性、稳定性好和算法简单的特点,可以应用在实时性要求较高的场合。     

二级倒立摆PID与LQR控制的对比研究

本文首先建立了二级倒立摆的数学模型,通过应用PID控制和LQR控制两种方式对其进行了控制。通过实验研究,发现PID控制规律对于倒立摆这种常规不稳定的系统具有一定的控制作用,LQR控制能够实时控制二级倒立摆系统,并具有一定的抗干扰能力。     

MA算法在一级倒立摆控制中的应用

倒立摆系统是一个高阶次、强耦合、多变量且绝对不稳定的非线性系统,它的最优控制一直是研究领域的热点。根据该被控对象特点,需要选择合理有效的控制方法才能使摆杆倒立稳定在动态平衡位置。文中对文化基因算法进行了简单介绍,并将MA算法应用到直线一级倒立摆LQR控制系统中,对LQR控制器参数进行优化,与传统LQR控制器的控制效果进行比较,并将仿真结果用于固高倒立摆实验设备,仿真与实时控制结果证明文化基因算法在倒立摆系统控制中优化参数的可行性与优越性。     

基于LabVIEW的交流伺服电动机在倒立摆中的应用

倒立摆是控制理论研究和教学中常用的的典型实验设施,本文使用交流伺服电动机作为该设施的执行机构来提高对倒立摆的控制精度,并使用LabVIEW完成控制程序的设计。整个系统编程简单,控制效果较好,在倒立摆控制中有实际应用价值。     

多级旋转式倒立摆的建模与分析

运用刚体的动力学知识对多级旋转式倒立摆系统进行了动力学分析,归纳其规律性,并推导出旋臂及各级摆杆的运动微分方程,从而获得任意级旋转式倒立摆的非线性数学模型。文中还对旋转式倒立摆系统进行了能控性分析。最后利用MATLAB对一级、二级旋转式倒立摆的控制进行了仿真,并得到较好的仿真结果。     

基于T-S模型的小车倒立摆控制

小车倒立摆系统作为1个典型的不稳定非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,对小车倒立摆系统的控制分解为2部分:一部分称为"摆杆控制",采用T-S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示成不确定系统的形式,设计出全局渐进稳定的模糊模型;另一部分称为"小车控制",通过对位置误差和小车速度的模糊化计算,得出控制量。最后,通过对小车倒立摆系统外加干扰信号、给定平移指令、参数摄动等实验表明,采用基于T-S模型的模糊控制,该系统可以在0.4s的时间内取得良好的控制效果,并且具有较强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰性能。     

虚拟现实技术——双闭环一阶倒立摆系统的建模与仿真

首先介绍了matlab与simulink这一仿真平台和v-realm Builder 2.0这一3D建模工具,再介绍一阶倒立摆系统、双闭环控制以及3D场景建模,并通过了仿真结果以及误差分析,实现人机互动。     

交流伺服电机调速系统的双模复合控制研究

针对交流伺服电机调速系统这一非线性控制系统,提出了采用模糊控制理论与常规PID调节器相结合而构建的模糊-PID双模复合智能控制方法。着重介绍了双模复合控制器的设计原理和方法,并将该控制器应用于交流伺服系统的速度控制中。理论分析与仿真实验结果表明,该控制方法较常规PID控制及单纯的模糊控制器具有更好的控制性能,极大地提高了交流伺服调速系统的响应速度、动静态性能,增强系统的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于DSP的静止无功补偿装置控制方法研究

通过对滞环PWM技术、三角波PWM技术、空间矢量SVPWM技术以及跟踪电流与输出电流之间关系的分析研究,提出了一种改进的静止无功发生器(SVG)的控制方法.基于以DSP为核心的控制器,对SVG进行了实验研究.对试验结果的分析说明,该控制方法具有实时性好,误差小,系统运行稳定的特点.     

用于磁场定向矢量控制的空间电压矢量PWM

电流控制是异步电机磁场定向控制的核心问题之一。本文从力矩电流和励磁电流直流调节分析出发,将电流调节器的输出转化为逆变器的电压参考值,并通过空间电压矢量PWM方法实现电压输出和电流的跟踪控制。该方法在13kW电梯专用变频器上得到实现。理论分析和实验研究表明,SVPWM比SPWM具有更好的电流、电压控制效果。     

永磁同步电机无位置传感器运行场路耦合分析

为精确设计基于凸极跟踪的无位置传感器控制系统,在分析高频电压信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上,提出一种基于场路耦合法的永磁同步电机无位置传感器控制系统分析与设计新方法。该方法建立在永磁同步电机三维电磁场分析模型和基于转子磁场定向的无位置传感器控制系统模型上,通过场路耦合法进行协同仿真研究,仿真结果可精确反映无位置传感器运行性能和高频电压信号激励下永磁同步电机与控制系统的相互耦合特性。在此基础上建立了与仿真系统完全对应的实验系统,实验结果与仿真结果一致,表明该分析设计方法的正确性和可实现性。     

基于预测控制的风机变流器的研究

针对目前风机发电系统中变流器常规控制方法的不足,设计了一种新型的基于电压预测控制的风机变流器。采用MATLAB SIMULINK完成了系统建模和仿真,以TMS320LF2407A DSP为控制器进行了实验分析,结果验证了方案的可行性和优越性。     

火电机组一次调频功能及试验方法

介绍火电机组一次调频系统的主要功能,根据华北电网对一次调频功能的要求,具体分析一次调频系统在单元机组控制中的逻辑实现,提出不同控制方式下一次调频功能的试验方法。     

计及逆变器电压输出限制的感应电机无差拍直接转矩控制

提出一种新的感应电机无差拍直接转矩控制方法。基于感应电机的离散化模型,在定子磁场定向坐标系中,以定子和转子磁链为状态变量,导出了空间矢量无差拍直接转矩控制的电压控制律。采用一种图形化的分析方法,直观地揭示了无差拍直接转矩控制电压矢量解的物理意义。研究了在电压源逆变器输出电压受限条件下,无差拍直接转矩控制的设计与实现问题。针对电机的不同运行工况要求,给出了3种可选的电压矢量解的实现方案。在理论分析的基础上,对控制算法进行了仿真和实验测试,结果表明调速系统的转矩和磁链动态响应快,控制性能优良。     

喷雾法烟气脱硫技术的特性研究

研究了多种因素对喷雾法烟气脱硫的影响规律，提出了提高脱硫率的可行措施，并建立了喷雾法烟气脱硫工艺中恒速干燥期的理论模型。理论计算结果与实验数据吻合较好。     

基于预测控制的并联有源电力滤波器研究

采用预测控制方法对并联有源电力滤波器(APF)电流环进行了分析和研究.通过分析并联APF的数学模型,推导出了应用于电流预测控制的内部模型结构,并根据预测控制理论对并联APF中电流预测控制的各个环节进行了分析,得出电流预测控制规则.该方法克服了系统中存在的不确定性,提高了APF的控制精度和鲁棒性.对电流预测控制进行的仿真和实验结果证明,该方法是正确、可行的,且具有较高的精度和较好的动态响应性能.     

系统辨识在UPS逆变器无差拍控制中的应用

介绍了正弦波逆变电源无差拍控制的基本原理，分析了控制系统的稳定性和参数灵敏性，在此基础上提出了利用离线辨识系统结构参数实现无差拍控制器的精确设计。实验结果表明，利用该方法设计的无差拍控制正弦波逆变器系统稳定性好、输出电压波形畸变率低，具有一定的实际应用价值。