检索结果-内蒙古大学图书馆

导弹与航天运载技术 2020年第2期 72-77页

作者：钟婧佳杨功流王汀于沛北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

为提高惯性稳定平台控制系统的稳态性能,提出了一种扰动观测器与不完全微分pid相结合的复合控制算法。利用扰动观测器将控制系统中存在的外部扰动观测出来并补偿到原系统中,在增强系统扰动抑制能力、提高鲁棒性的同时,提高系统稳定精度... 详细信息

为提高惯性稳定平台控制系统的稳态性能,提出了一种扰动观测器与不完全微分pid相结合的复合控制算法。利用扰动观测器将控制系统中存在的外部扰动观测出来并补偿到原系统中,在增强系统扰动抑制能力、提高鲁棒性的同时,提高系统稳定精度。仿真结果表明:扰动观测器/不完全微分pid复合控制算法可显著改善惯性稳定平台的稳态性能,对比于常规pid校正方法,复合控制方法不仅提高了系统的响应速度,而且显著提高系统的扰动抑制能力,提高稳定精度。

关键词：惯性稳定平台扰动观测器不完全微分pid 扰动抑制

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遗传算法优化锅炉汽包水位不完全微分pid参数

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华电技术 2018年第10期40卷 7-11页

作者：袁雪峰马进强硕王静华北电力大学河北保定071033

工业锅炉汽包水位控制系统具有多扰动、非线性、滞后大的特点,为克服经典的pid控制器难适应复杂多变的锅炉汽水控制系统的缺点,确保水位在给定范围内、降低成本,保证整个网络安全运行。研究了遗传算法优化比例、积分、微分控制(pid控制... 详细信息

工业锅炉汽包水位控制系统具有多扰动、非线性、滞后大的特点,为克服经典的pid控制器难适应复杂多变的锅炉汽水控制系统的缺点,确保水位在给定范围内、降低成本,保证整个网络安全运行。研究了遗传算法优化比例、积分、微分控制(pid控制)策略,并且设计了遗传算法pid控制器,然后对锅炉汽包水位进行控制,并采用不完全微分的方式减少高频干扰对系统的的影响,有效地克服经典pid控制方式的缺点。研究表明,通过MATLAB软件仿真对比证明本系统可以有效克服干扰对水位的影响,控制效果更好,具有更强的自适应能力,可维持水位在给定范围之内,对锅炉正常运行具有重要意义。

关键词：遗传算法不完全微分pid 锅炉汽包水位 MATLAB软件

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基于FPGA的磁悬浮轴承控制器设计

基于FPGA的磁悬浮轴承控制器设计

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作者：苏晓通沈阳工业大学

学位级别：硕士

基于模拟器件的磁悬浮轴承控制系统较为复杂,具有集成度低、功耗高、控制算法简单等缺点,为提高系统集成度,增强控制器灵活性,降低系统功耗,本文以FPGA芯片为主控,设计了基于FPGA的磁悬浮轴承数字控制器,控制器采用双闭环控制策略、利... 详细信息

基于模拟器件的磁悬浮轴承控制系统较为复杂,具有集成度低、功耗高、控制算法简单等缺点,为提高系统集成度,增强控制器灵活性,降低系统功耗,本文以FPGA芯片为主控,设计了基于FPGA的磁悬浮轴承数字控制器,控制器采用双闭环控制策略、利用一片FPGA芯片完成了磁悬浮轴承位置信号与反馈电流采样,利用三电平脉宽调制算法,实现了磁悬浮轴承转子的稳定悬浮与旋转。首先,介绍了磁悬浮轴承的机械结构及其工作原理,对磁悬浮轴承控制系统进行数学建模,构建了磁悬浮轴承整体控制系统的模型。简化分析磁悬浮轴承的电磁力,构建电磁铁-转子、传感器、功率放大器等数学模型,通过MATLAB/Simulink搭建磁悬浮轴承双闭环控制系统,对控制系统进行仿真分析,验证了磁悬浮轴承控制器的控制方案可行性,为后续控制器的设计和系统的优化提供理论支撑。其次,基于FPGA设计了磁悬浮轴承控制器及配套功率放大器的硬件电路。控制器硬件设计以Cyclone IV系列的FPGA芯片为主控,采用具有八通道和宽采样电压的AD7606作为采样芯片,设计了多级电压电源电路、限流保护电路、二阶低通滤波电路、电平转换电路、保护电路、串口通讯电路等多种辅助电路。功率放大器硬件设计则包含光耦隔离电路、主功率驱动电路等电路,最后完成总体的PCB的布局和走线。基于Verilog语言编写了磁悬浮轴承控制器软件程序,主要完成包括AD采样模块、不完全微分pid控制模块、抗饱和积分PI控制模块、三电平脉宽调制模块等控制程序编写及其功能仿真验证。最后,搭建了磁悬浮轴承控制系统试验平台,对控制器进行软硬件调试,进行了磁悬浮轴承转子的起浮试验、静态悬浮试验和旋转试验。试验结果表明:转子静态悬浮时各自由度振动量小于12μm,电机转速为3000r/min时,轴承轴转子最大振动量14.4μm,验证了控制器控制功能正常且控制性能稳定。

关键词：磁悬浮轴承 FPGA 不完全微分pid 三电平控制

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基于STM32的磁悬浮轴承数字控制器设计

基于STM32的磁悬浮轴承数字控制器设计

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作者：富东赢沈阳工业大学

学位级别：硕士

磁悬浮轴承系统包含电控系统和机械系统两部分。其中电控系统由传感器、控制器以及功率放大器组成。本文将针对控制器进行深入研究。传统模拟器件搭建的磁悬浮轴承控制系统较为复杂,不能将先进算法运用到控制器中,为了使控制器调试更加... 详细信息

磁悬浮轴承系统包含电控系统和机械系统两部分。其中电控系统由传感器、控制器以及功率放大器组成。本文将针对控制器进行深入研究。传统模拟器件搭建的磁悬浮轴承控制系统较为复杂,不能将先进算法运用到控制器中,为了使控制器调试更加灵活同时降低系统整体功耗,采用STM32芯片,设计了磁悬浮轴承数字控制器,实现了转子位置信息采集、电流反馈监测、位置控制和数据存储等功能。首先,对磁悬浮轴承系统进行数学建模。分别从电磁力、转子动力学、电学等多方面进行建模,推导了磁轴承系统各部分的传递函数。并运用MATLAB/Simulink搭建控制系统模型进行仿真分析,验证控制器软硬件实现的可行性,并且对比功率放大器在不同控制策略下的电流纹波,最终选取三电平脉宽调制作为功放的控制方式。其次,对磁轴承数字控制器的软硬件进行设计。硬件设计包括采用高速处理器STM32F429芯片作为主控芯片,AD采集运用STM32内部模块,外接TLV5638芯片作为DA转换芯片,完成了STM32最小系统、信号滤波与采集、以太网通信等电路的设计;软件设计包括AD信号采样、DA转换、不完全微分pid运算、以太网通信、LWIP协议移植以及SD卡数据存储等。最后,搭建磁悬浮轴承控制系统试验台,完成了静态悬浮试验和旋转试验,并对实验结果进行分析,验证了控制器的响应速度和稳定性。

关键词：磁悬浮轴承不完全微分pid STM32数字控制器三电平控制

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不完全微分与微分先行的农业机器人巡航pid控制算法

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机械设计与研究 2018年第1期34卷 45-49页

作者：李林升丁鹏钟成南华大学机械工程学院

为了解决传统pid控制在农业机器人控制中响应迟滞，稳态误差和敏感性较大等问题。在传统pid控制的基础上，引入了不完全微分，微分先行和“最优曲率”算法。首先针对传统pid微分环节对误差波动的敏感性较大，在微分环节加入滤波器，构... 详细信息

为了解决传统pid控制在农业机器人控制中响应迟滞，稳态误差和敏感性较大等问题。在传统pid控制的基础上，引入了不完全微分，微分先行和“最优曲率”算法。首先针对传统pid微分环节对误差波动的敏感性较大，在微分环节加入滤波器，构成不完全微分算法，以减少误差敏感性。然后针对速度和方向设定值的不断变化给系统带来的动态波动，加入微分先行算法，提高系统的动态稳定性和系统的响应速度。最后结合最优曲率，制定动态的pid控制参数，进一步提高控制的精度。实验结果表明，相比于传统pid控制，该改进的pid控制算法使农业机器人稳定行驶速度由原来的2．4m／s达到了3m／s，农业机器人整圈完成度提高5％～10％。加速性、鲁棒性、可靠性得到较大的提高。

关键词：农业机器人微分先行pid 不完全微分pid 最优曲率

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粒子加速器电源pid控制方式的改进型研究与应用

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电气传动自动化 2021年第3期43卷 17-21,42页

作者：卢军祥马保慧柳恒敏陈改霞蔺满强天水电气传动研究所集团有限公司甘肃天水741020 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020

pid控制因其算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点,被广泛应用于工业过程控制。本文通过计算与分析,对粒子加速器电源模拟调节器pid控制方式进行了改进型设计,并且通过调整数字调节器微分项系数与惯性项系数,实现对粒子加速器电源数字调... 详细信息

pid控制因其算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点,被广泛应用于工业过程控制。本文通过计算与分析,对粒子加速器电源模拟调节器pid控制方式进行了改进型设计,并且通过调整数字调节器微分项系数与惯性项系数,实现对粒子加速器电源数字调节器为PI调节或pid调节两种方式进行选择。本文提出的改进型pid控制方式已在粒子加速器电源中进行了推广应用。

关键词：粒子加速器电源调节器 pid控制不完全微分pid

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主动式磁悬浮永磁同步电机电控系统设计

主动式磁悬浮永磁同步电机电控系统设计

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作者：孙维东东北大学

学位级别：硕士

电机在机械运动和拖动场合中都起到了重要作用,实现电机的高效是全球各国努力的方向,高速电机在电机转速、功率密度等方面相较于传统电机都有无法替代的优点。磁悬浮轴承及其所支撑的高速电机是当前研究的热点领域,现有磁轴承通过联轴... 详细信息

电机在机械运动和拖动场合中都起到了重要作用,实现电机的高效是全球各国努力的方向,高速电机在电机转速、功率密度等方面相较于传统电机都有无法替代的优点。磁悬浮轴承及其所支撑的高速电机是当前研究的热点领域,现有磁轴承通过联轴器与电机转子相连,利用控制系统使外接的转子悬浮,进而降低摩擦系数。这使得研发一款针对电机转子进行直接悬浮的磁轴承控制系统具有突出的价值以及广阔的市场空间。本文针对永磁同步电机的转子,设计了一款主动式磁悬浮永磁同步电机电控系统。利用DSP+FPGA双核控制器,有效的解决了 DSP单核处理器无法完成多通道并行处理的问题;设计了电控系统的硬件电路;提出了一种快速可靠的磁轴承控制方法,实现了转子的稳定悬浮控制;完成了主动式磁悬浮永磁同步电机控制器的产品化与性能测试。本文主要完成了以下几个方面的工作:(1)研究了主动磁悬浮轴承的工作原理,针对永磁同步电机转子悬浮的控制需要,明确了控制系统的组成部分,考虑系统的性能需求以及设计难点,确立了研发方案,设计了磁轴承电控系统的总体结构。(2)完成了磁轴承电控系统各个功能模块的硬件电路设计。设计了具有结构创新的控制电路,开关功率放大器电路,电源电路和电涡流位移传感器电路,完成了电路PCB设计。(3)基于磁悬浮轴承系统建立数学模型,依靠pid控制并针对系统设计了不完全微分pid控制方法,完成了算法和温度检测模块的软件编程,达到了可靠稳定控制转子悬浮的目的。对磁悬浮轴承电控系统的程序进行了仿真分析,并加载到了控制器中运行并取得了良好的应用效果。(4)设计了磁轴承电控系统的外观模具,针对系统设计的硬件电路进行了充分的性能测试,验证了控制器各模块的可靠性。针对电机各阶段转速,完成了磁悬浮电控系统与永磁同步电机的联合实验,证明了本文设计的磁轴承控制器能够实际应用于永磁同步电机转子悬浮控制。

关键词：主动式磁悬浮永磁同步电机传感器电路 PCB设计不完全微分pid

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滚珠丝杠电动舵机系统建模及观测补偿控制

滚珠丝杠电动舵机系统建模及观测补偿控制

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作者：杨春秋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文以航弹舵机控制项目为应用背景,设计滚珠丝杠电动舵机系统,并对该系统进行数学建模及仿真。以经典鲁棒控制理论及现代滑模控制理论为基础,考虑舵机系统工作中存在的模型不确定性和外界扰动对系统的稳定性和性能影响,研究了电动舵机... 详细信息

本文以航弹舵机控制项目为应用背景,设计滚珠丝杠电动舵机系统,并对该系统进行数学建模及仿真。以经典鲁棒控制理论及现代滑模控制理论为基础,考虑舵机系统工作中存在的模型不确定性和外界扰动对系统的稳定性和性能影响,研究了电动舵机系统鲁棒观测补偿控制及滑模观测补偿控制。本文的主要工作包括以下几个方面:1.以航弹舵机控制项目为应用背景,根据所提的电动舵机技术指标要求进行滚珠丝杠电动舵机系统,包括舵机减速传动机构、永磁直流伺服电机、反馈电位器等部件的设计;2.简要分析舵机系统样机特性,建立舵机系统各部分的数学模型,求解传递函数,串联舵机各环节以推导得出全电动舵机系统数学模型。设计不完全微分pid控制器,分别进行静、动态性能的仿真测试分析,验证基本控制器良好的控制性能;3.基于鲁棒控制基本理论设计电动舵机鲁棒观测补偿控制。对电动舵机伺服鲁棒控制方法进行研究:分析电动舵机系统不确定性和系统参数灵敏度,给出参数对系统稳定性影响大小的结论;设计鲁棒观测补偿控制器,并对负载扰动的抑制效果进行分析。通过对比仿真不同形式指令信号及外部负载条件下鲁棒控制效果,验证鲁棒观测补偿控制方法的有效性。舵机系统采用鲁棒观测补偿控制策略虽然能够对干扰力矩进行抑制,但仍存在慢收敛速度、弱抗扰性等不足,因此进一步对舵机系统的滑模观测补偿控制方案进行研究;4.针对鲁棒观测补偿控制方法存在的调节速度较慢、系统动态响应振荡较为剧烈等不足,对电动舵机伺服系统滑模观测补偿控制进行研究:基于时频域分析比较将传统电动舵机三阶模型降阶为面向控制的二阶系统;设计有限时间收敛串联滑模观测补偿器,实现对电动舵机系统模型误差的高精度快速观测。通过对比仿真充分验证了滑模观测补偿控制方法的优异性能。

关键词：滚珠丝杠电动舵机系统不完全微分pid 鲁棒观测补偿控制滑模观测补偿控制

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新型EMCVT动力特性实验及其控制研究

新型EMCVT动力特性实验及其控制研究

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作者：肖勐东北大学

学位级别：硕士

无级变速技术的研究至今已有一百年多年。早期由于受到了制造和控制技术的限制,无级变速技术未能被广泛采用。随着一些关键技术的突破,无级变速技术进入到了一个快速发展的阶段。面对无级变速技术广泛的应用前景,开展相关技术的研究显... 详细信息

无级变速技术的研究至今已有一百年多年。早期由于受到了制造和控制技术的限制,无级变速技术未能被广泛采用。随着一些关键技术的突破,无级变速技术进入到了一个快速发展的阶段。面对无级变速技术广泛的应用前景,开展相关技术的研究显得尤为重要。在无级变速器中最重要的两个控制目标是速比和夹紧力。调节速比保证发动机处于最佳工作状态,而控制夹紧力则是保证动力的传递。本文的研究对象是自动加压机械电控式无级变速器,它采用了全新的机械加压结构。其特点是:（1）因为舍弃了效率低下的液压系统,所以极大地提高了变速器的经济效益;（2）变速器的夹紧力因为能够根据实际的工作载荷自行调整,所以可以省去夹紧力控制策略,简化控制流程。本文的研究工作围绕以下几个方面展开。首先在理论上分析了无级变速器速比和夹紧力的变化特性,和金属偏置的原因,并建立相关的数学模型;借助Simulink对已建立的数学模型进行仿真,以此来研究速比与推力比之间的函数关系和链的偏置随速比变化的趋势。然后制定速比控制策略。由于本文研究的变速器仅用于功能测试和实验研究,所以变速器的速比控制策略主要实现目标速比的追踪。根据实验目的搭建了基于PLC控制器的实验平台,并且采用不完全微分pid速比控制算法实现目标速比的追踪。这些工作是对变速器的产品化进行的先行研究。最后对自动加压无级变速器制定了一系列的功能测试实验。由于采用了全新的机械加压结构来实现夹紧力的施加,所以需要对加压机构进行功能测试。通过这些测试实验,验证自动加压的数学模型,发掘变速箱潜在的问题,为变速器的进一步改进提供方向。自动加压机械电控式无级变速器以传动效率高,控制方式简便等优点有着极大的应用前景,所以关于这种变速器的后续研究将会越来越多。本文的分析结果对于以后的相关研究具有一定的借鉴意义。

关键词：机械电控无级变速器自动加压不完全微分pid 速比追踪链的偏置

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变量式机油泵综合测试台控制系统研究

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农业装备与车辆工程 2018年第6期56卷 69-73页

作者：杨萌陈彩凤上海理工大学机械工程学院上海市200093

针对EA888变量式机油泵的性能综合测试要求,给出变量式机油泵综合测试台的机械结构及系统组成。测试系统模拟发动机不同运行阶段的工况,运用多种测试元器件的组合,对机油泵的性能指标进行综合检测。重点阐明控制方案与关键控制技术,并... 详细信息

针对EA888变量式机油泵的性能综合测试要求,给出变量式机油泵综合测试台的机械结构及系统组成。测试系统模拟发动机不同运行阶段的工况,运用多种测试元器件的组合,对机油泵的性能指标进行综合检测。重点阐明控制方案与关键控制技术,并给出其实现方法。最后,还对测试现场出现的干扰问题进行抗干扰措施的探讨。

关键词：变量式机油泵角度补偿不完全微分pid Smith预估器

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