基于积分补偿模糊控制的气压控制系统

针对电磁阀无法建立精确的数学模型，及存在小信号死区时间的问题，课题组设计了基于STM32单片机的控制系统，提出了一种积分补偿模糊控制算法，将目标气压和实际气压的气压差以及气压差的变化率作为输入，建立模糊控制规则库，将脉冲宽度调制(PWM)信号作为输出作用于电磁阀，实现了气压的精准跟踪控制。实际运行结果表明：该方法在气压控制系统中具有控制精度高、鲁棒性好等特点，优于传统的PID控制方法。     

领航-跟随型多移动小车滑模编队控制

针对多移动小车编队控制和队形变化控制问题,提出一种领航-跟随型多移动小车分布式编队控制方法。通过坐标变换定义了非完整约束轮式移动小车的运动学模型,采用滑模变结构控制,利用每个小车的跟踪误差设计编队控制器以实时调整小车线速度和角速度,实现跟踪误差的快速收敛。理论分析和数值仿真结果表明：所提出的编队控制方法能有效应用于多移动小车的编队控制和队形变化控制中,多移动小车系统能在2.00 s内快速收敛至期望队形并按照期望轨迹运动。该控制方法具有较好的抗干扰性能,在受到正弦信号干扰时能在1.59 s内恢复期望队形。     

基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计

针对一类具有未知干扰的输入系统,讨论了一种含有干扰观测补偿的滑模变结构控制设计问题,并采用趋近律的滑模设计方法优化控制律参数,有效地削弱了系统抖振现象,以满足控制系统的鲁棒性和趋近运动动态品质的要求,同时也能改善系统的稳态性能。仿真研究结果表明了该方法的有效性。     

孤岛微电网基于分布式一致性算法的二次控制

在孤岛微电网分布式电源(distributed generator)并联系统中,采用下垂控制时,由于线路阻抗不匹配导致电源输出无功功率,无法按容量分配。为此,在下垂控制的基础上,提出了一种采用一致性算法调节虚拟阻抗值的分布式二次控制策略。通过一致性算法得到分布式电源之间的无功功率差额,再输入比例积分控制器中得到虚拟阻抗校正值,通过调节虚拟阻抗值实现DG之间无功功率的合理分配。针对引入虚拟阻抗和负载变化导致的电网电压的跌落,采用基于一致性算法的二次电压控制恢复电网的电压水平,保证电网的稳定性。所提策略不需要了解线路阻抗值信息,仅需要邻近DG的功率信息就可以对虚拟阻抗进行自适应调节,在部分DG故障时仍能够实现精准的无功功率分配和电压的恢复,增强了系统的可靠性。仿真结果表明所提策略的可行性和有效性。     

考虑道路条件和车速的横纵向控制驾驶员模型

针对智能汽车在复杂路径下跟踪效果不佳的问题,考虑车辆横纵向动力学耦合作用,提出一种横纵向控制驾驶员建模方法。根据道路条件对车辆转向和速度控制的影响,建立一种考虑路径曲率和横向坡度的多约束车辆动力学模型,并推导车辆侧翻和侧滑的临界速度,预测参考路径的安全车速;采用横向模型预测控制获得最优的前轮转角控制序列,纵向PID控制实现纵向速度跟随;搭建Simulink-CarSim和硬件在环联合仿真系统。仿真结果表明：横纵向控制驾驶员模型能够预测安全车速,提高路径跟踪精度和行驶稳定性,同时具有较好的鲁棒性。     

被动腕关节曲面跟踪的模糊柔顺控制

介绍了一种利用被动腕关节的曲面柔顺研抛工具系统的结构原理,阐述了利用弹性适应体与直线步进电机的系统力控制方案,通过将力/位混合空间解耦,在独立的力空间对法向力进行主动控制。建立了力控制系统模型。采用模糊PID控制算法对控制参数进行实时整定,利用Simulink对控制系统性能进行了仿真实验。使用LabVIEW编制了控制系统软件,并结合一种自由曲面形状工件进行了法向力控制实验。仿真和实验结果均表明系统动态特性良好,对法向力的控制效果较好。     

基于MAS的高性能网络拥塞控制研究

本文针对以ATM为代表的高速通信网络非实时业务的拥塞控制问题 ,提出了一种基于MAS的、通过分布在各网络节点的Agent各自对自身环境的独立学习和决策 ,实现网络拥塞控制的策略框架及其基本算法 ;通过分析和仿真实验 ,说明了这种自下而上的网络拥塞控制策略对复杂动态环境和控制对象具有较好的学习适应能力及鲁棒性 ,并且比传统自上而下的集中式控制策略更易于在工程中实现     

VIENNA整流器PI滑模混合控制与晶闸管软启动研究

针对三相VIENNA整流器采用传统PI双闭环控制时系统参数设计困难、鲁棒性差的问题,提出了一种滑模控制(sliding mode control,SMC)策略。该控制策略外环采用滑模控制器,提高了系统的动态性能和鲁棒性,内环采用PI控制器满足系统稳定性要求并简化了控制系统。此外,为抑制VIENNA整流器的启动冲击电流,提出了一种两段式软启动控制方法。首先,使用晶闸管对直流母线电容进行预充电;其次,在PWM整流过程将直流母线电压给定值设定为以一定斜率增长至期望值的斜坡信号;最后切入直流侧负载。仿真结果表明:采用所设计PI滑模混合控制策略的VIENNA整流器,具有良好的动、稳态性能以及鲁棒性;所提出的两段式软启动控制方法具有良好的抑制冲击电流能力。     

统一电能质量调节器的新型控制策略研究

针对UPQC中传统PI控制器对模型依赖性大,且系统参数大范围变化时,难以保证良好的动静态性能等问题,提出了一种基于CGT(command generator tracker)的直接自适应控制策略。当输入为时变信号时,该控制器能够使被控对象输出高质量的跟踪参考模型输出,从而达到渐近跟踪效果。与传统的PI控制相比,基于CGT的直接自适应控制策略具有更好的鲁棒性、灵活性和适应性。完成了相应的UPQC仿真模型及实验平台的搭建,对UPQC的补偿性能进行了仿真分析与实验。实验验证了该控制策略的有效性和可行性。     

电弧炉电极系统双模控制策略研究及应用

针对交流电弧炉电极控制系统具有非线性时变、多变量、强耦合及存在随机干扰的特点,采用基于最近邻聚类方法的径向基函数(RBF)神经网络快速学习算法,通过实时在线辨识,建立电弧炉电极系统的精确逆模型并用于控制,实现了将具有强耦合特性的多变量输入/输出(MIMO)系统解耦成单个独立的伪线性对象,并提出一种基于RBF神经网络逆控制与比例微分(P/D)控制相结合的双模控制策略。应用结果证实了该控制策略具有快速适应对象和过程变化的能力及较强的鲁棒性。     

非最小相位连续时间系统广义预测加权控制算法

针对连续时间广义预测控制(CGPC)算法,在λ=0以及Nu=Ny-ρ的特殊情况下不能保证对非最小相位系统的鲁棒性的问题,提出了加权预测控制算法,使非最小相位系统闭环设定点响应与B(s)无关.仿真结果表明了算法的有效性.     

基于多目标FCS MPC的永磁同步发电机MTPA控制

永磁同步发电机系统常用控制策略是电压外环和电流内环的双闭环矢量控制,在实际PI控制中,控制效果对系统参数的依赖度较高,且不同工况下最优PI参数不同,因此在变工况控制情况下控制效果不佳。课题组针对永磁同步发电机的最大转矩电流比（MTPA）控制,提出了一种基于多目标有限集模型预测控制(FCS MPC)的MTPA控制方法,在FCS MPC基础上,通过多目标优化建立代价函数,实现转矩参考值跟踪、MTPA优化控制和最大电流约束,可以代替传统的基于双闭环的矢量控制及电流模型预测控制,具有较强的鲁棒性和良好的动静态性能。通过MATLAB/Simulink仿真分析及基于STM32F407IGT6的硬件系统的实验对比,验证了方法的可行性,有效实现了永磁同步发电机的MTPA控制。     

基于RBF神经网络的预测控制

运用神经网络解决系统的非线性问题，用预测控制解决系统时滞问题．针对制冷系统膨胀阀控制回路具有时滞、非线性的特点，提出了将基于RBF神经网络的预测控制用于蒸发器过热度的控制．仿真与应用均表明该算法具有良好的动态响应和较强的鲁棒性，能够对蒸发器过热度进行有效的控制．     

基于卡尔曼滤波和MRAC的卷绕张力控制

针对纱线收卷系统张力控制存在非线性和时变性以及存在测量噪声等问题，课题组提出了一种卡尔曼滤波和模型参考自适应相结合的张力控制方法。为提高卷绕系统的抗干扰性和稳定性，在张力测量环节通过参考模型设计卡尔曼滤波器有效抑制测量噪声。在纱线张力控制上，采用基于Lyapunov稳定性原理的模型参考自适应的控制策略对张力实时补偿。MATLAB仿真结果表明：基于卡尔曼滤波和Lyapunov MRAC的卷绕张力控制系统具有良好的鲁棒性、自适应性。该控制方法具有一定的应用前景。     

永磁同步电机超螺旋滑模自抗扰调速系统设计

针对永磁同步电机调速系统中,非线性自抗扰控制(ADRC)存在参数过多和线性自抗扰控制(LADRC)快速性较差等问题,基于超螺旋滑模算法的快速性特点,提出了超螺旋滑模自抗扰控制(STSM-ADRC)策略。将超螺旋滑模算法引入到自抗扰控制中,对自抗扰控制中的非线性状态误差反馈控制率和跟踪微分器进行优化,提升系统的快速性能,简化参数整定,并采用李雅普诺夫函数进行稳定性证明。仿真结果表明：超螺旋滑模自抗扰速度控制器提高了PMSM调速系统的快速性和鲁棒性。     

感应电机直接转矩控制系统仿真

研究了异步电机直接转矩控制的方法,利用MATLAB/SIMULINK仿真工具对直接转矩控制系统进行了建模和仿真.结果表明:直接转矩控制具有鲁棒性强、转矩动态响应速度快等优点.     

PFC-PID控制在加热炉炉膛压力控制中的应用

针对工业P ID控制器不能很好兼顾抗干扰性与鲁棒性的缺点,将预测函数控制(PFC)与P ID控制相结合,提出一种具有PFC-P ID控制结构的新型预测函数控制器并成功地应用到工业焦化加热炉炉膛压力的控制中。由于其控制策略实现了目标和控制的分层,因此其控制效果要优于仅存在P ID控制的情形。实际工业应用表明了该方法的有效性。     

间隙非线性齿轮系统混沌运动的自适应脉冲控制

将自适应脉冲控制法应用到一类单级间隙非线性齿轮系统,在控制参量中加入自适应控制方法,通过调节自适应控制器产生的脉冲强度将系统的混沌运动镇定到不同的周期轨道。数值模拟结果表明了该方法的有效性和较强的鲁棒性。     

变速器疲劳寿命试验台油温控制系统设计与仿真

根据变速器疲劳寿命试验台对油温控制系统的要求,设计了试验台的油温控制方案。针对系统存在的严重滞后性和非线性等特点,结合传统的PID控制器和模糊控制器设计了一套基于自适应模糊PID控制器的油温控制系统。根据温控系统的工作原理及工程经验,借助Matlab中的Simulink仿真平台,建立了3种控制方式的控制模型,并将自适应模糊PID控制与传统PID和模糊控制器进行仿真对比,最后进行了抗干扰性分析。仿真结果表明:采用自适应模糊PID控制的油温控制系统精度更高,稳定性更好,具有较好的鲁棒性和适应能力。     

基于PLC控制的双向滑块式物流分拣系统研究

为了提高物流分拣效率,提高分拣系统稳定性,提出基于PLC控制的双向滑块式物流分拣系统。采用模糊PID控制算法进行双向滑块式物流分拣控制律设计,通过双向滑块式物流分拣控制的特征量对象模型和模糊约束对象模型计算,同时在功率外环作用下,得到物流分拣系统的虚拟同步控制频率响应量。在虚拟同步频率响应控制下,根据双向滑块式物流分拣序阻抗模型进行稳态调节,构建双向滑块式物流分拣系统工作流程。在此基础上,设计系统的总体架构,分别由软件模块化和硬件模块化构成。最后进行仿真实验,结果表明,设计的双向滑块式物流分拣系统人机交互性较好,系统稳定性较强,提高了物流分拣效率。