强磁场链式电力滤波器的均压控制与仿真

针对稳态强磁场超导磁体装置的链式高压有源电力滤波方案规划,提出一种三级电容均压控制方法,并基于有源滤波系统的非线性特性,采用分数阶PI 控制器代替普通PI 控制器;基于改进的Oustaloup 算法,完成分数阶积分的求解。通过仿真与实验对比分析了分数阶PI 与常规PI 控制器的运行效果,经仿真和实验均表明直流均压控制策略是可行的。     

特殊天气污水溶解氧浓度的自适应广义预测控制

污水处理过程具有非线性、时变、大滞后的特点,尤其在雨天暴雨等特殊天气下,污水的入水波动会对控制器造成严重干扰。文中提出一种基于模糊神经网络模型的自适应广义预测控制算法,实现对污水处理过程中溶解氧浓度的实时控制。该算法利用反馈线性化思想实现自适应广义预测控制器的设计,在证明其李雅普诺夫稳定的同时,得到修正系统的受控自回归积分滑动平均模型参数自适应规则,动态调整模型参数使系统跟踪误差达到最小。仿真实验结果表明,该算法能够稳定、快速地控制溶解氧浓度,具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,该控制算法特别适合用于污水处理过程的特殊天气（如雨天和暴雨天）中。     

污水活性污泥处理过程的溶解氧增益调度控制

考察污水活性污泥处理过程溶解氧控制效果的重要性能指标是溶解氧浓度的波动情况和能耗。针对溶解氧的非线性传递模型,本文提出了以溶解氧设定值作为调度变量的溶解氧增益调度控制方法。即在溶解氧设定值进行泰勒级数展开得到线性模型,采用参考模型方法设计控制器,再根据不同的调度值(溶解氧设定值),调度线性时不变控制器。仿真结果表明,本文提出的增益调度控制方法无论在能耗方面还是在控制精度方面都要明显优越于常规的开关控制和PID控制。     

基于遗传算法的统一混沌系统比例-积分-微分控制

提出了一种并行遗传算法用于比例-积分-微分(PID)控制器结构和参数的同时优化,遗传算法采用浮点数和二进制混合矩阵编码.优化后的PID控制器用于统一混沌系统的控制,仿真研 究结果表明：1) 用一个比例-积分(PI)调节器可将统一混沌系统控制到零不动点； 2) 用 三个PI调节器可将统一混沌系统控制到非零不动点；3) 所提出的并行遗传算法具有很强的 全局优化能力,较好地克服了简单遗传算法的过早收敛问题；4) 整个控制系统具有很好的调 节品质和很强的鲁棒性,对PID调节器用于控制混沌系统具有重要的参考价值. 关键词： 混沌 统一混沌系统 遗传算法 比例-积分-微分控制     

基于超导磁储能系统的电力弹簧控制策略研究

随着分布式发电技术的不断发展,可再生能源的渗透率不断提高.作为一种新的电压控制装置,电力弹簧能有效抑制分布式发电的功率变化引起的电压波动.本文首先针对传统PI控制动态响应能力差的问题,提出了一种基于自抗扰控制的电弹簧电压控制方法.其次,为了解决传统电力弹簧直流侧电压稳定以及有功功率补偿中存在的问题,在分析电弹簧电压控制原理的基础上,结合了具有高功率密度的超导磁储能(SMES)系统,并提出了纯无功补偿以及功率因数补偿情况下的相位控制策略.仿真结果验证了本文所提控制算法的正确性和有效性,且自抗扰控制比传统PI控制具有更好的电压调节能力,有效地提高了系统的鲁棒性.     

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制

针对多机并联系统的稳定性控制问题,在构建同步发电机双机并联运行系统暂态仿真模型的基础上,将基于模糊理论的PID自适应控制方法用于双机并联运行系统的励磁调节自适应控制器的设计;该方法以电压的偏差和变化率作为控制器的输入,然后通过模糊处理,对比例、积分、微分系数进行自适应实时调整;在不同运行模式下对双机并联运行系统进行了仿真与动态性能分析,结果表明所设计的模糊PID自适应控制算法较传统的PID励磁控制具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于T-S模糊神经网络的飞机防滑刹车系统研究

航空业的发展对飞机防滑刹车系统提出了更高的要求,而传统PID+PBM控制器存在着低速打滑、刹车效率较低等问题;针对刹车过程中的不确定性和非线性问题,提出采用T-S模糊神经网络来进行防滑刹车控制器设计;在MATLAB/SIMULINK平台建立飞机刹车总体仿真模型,将设计的控制器与传统控制器进行对比仿真试验;仿真结果表明,基于T-S模糊神经网络的控制器解决了传统PID+PBM系统存在的问题,具有良好的控制效果,系统具有鲁棒性,能够适应变化的跑道情况,为飞机防滑刹车控制提供了一种新的方法。     

无刷直流电动机矢量控制系统的研究

针对方波驱动的无刷直流电动机有输出转矩脉动较大的问题,根据无刷直流电动机非线性、多变量、强耦合的特点,建立了以id=0为控制策略的无刷直流电动机矢量控制系统。把传统PI控制与模糊控制相结合,对速度环设计了一种模糊PI控制器, 利用模糊控制对PI控制器参数进行自整定。利用MATLAB/Simulink搭建了无刷直流电动机矢量控制系统仿真模型,分别对传统PI控制器和模糊PI控制器作用下的矢量控制系统进行仿真研究。仿真结果表明模糊PI控制器性能的优越性,提高了控制系统的动态性能和静态精度。以SH79F1611为控制核心,搭建了无刷直流电动机矢量控制系统的硬件实验平台,实验结果验证了控制方案的可行性。     

同时抑制低频振荡和次同步振荡的多通道广域自适应阻尼控制

设计了一种的自适应控制算法并证明了其正确性. 通过总体最小二乘旋转不变技术辨识出系统降阶模型及相关振荡模态,利用带通滤波器将不同的振荡模态分解到多个通道,然后基于所提的自适应算法对每个振荡模态设计了自适应控制器,减小了各个控制器间的影响. 在电磁暂态程序PSCAD/EMTDC中对向上直流孤岛运行方式进行了仿真验证. 结果表明：所提控制方法相对传统比例积分微分控制有更好的控制效果;对于系统发生不同故障时具有鲁棒性. 对于系统信号传输引起的时滞导致的控制器效果变差的问题,可以通过相位补偿解决. 关键词： 超稳定理论 系统辨识 振荡 自适应阻尼控制     

一种基于并行化方法的自适应光学闭环预测控制器

自适应光学系统的性能受限于伺服系统的延迟误差和波前传感器的光电子噪声。提出了一种多模型单变量预测模型,该模型采用基于Levenberg-Marquardt学习算法的前馈型神经网络。利用计算机多核处理器,设计了一个具有并行处理能力的预测控制器,来实现对自适应光学闭环控制电压的预测,以消除延迟误差的影响。通过数值仿真实验,研究了预测控制器对控制电压和远场斯特雷尔比的影响,与未采用预测控制器的系统进行了比较,并对预测算法的并行性能进行了分析。实验结果表明,使用并行化方法的预测控制器可以有效缩短系统的预测时间,提高预测算法的加速比,与经典比例积分(PI)控制算法相比可以更有效地降低系统由于伺服延迟引起的误差,远场的斯特雷尔比有明显地提高。     

Smooth control of HIV/AIDS infection using a robust adaptive scheme with decoupled sliding mode supervision

In this paper, a robust adaptive controller subject to decoupled sliding mode controller as a supervisory controller has been implemented on the HIV infection dynamic model. A five-state dynamic model of HIV is utilized which the measurement of the CD4+T cells and the viral load counts are necessary to estimate all its parameters. Decoupled sliding mode control is a variable structure controller having significant and appropriate features, such as best tracking and regulation performance and robustness and elevate the performance of the controller. Generally, due to the importance of applied treatment strategy to mitigate viral escape, sliding mode control is utilized in accordance with PI control to deliver necessary control inputs. To achieve the least possible chattering, effectual methods such as the transfer function is used. To update the gains of PI control, an adaptation law is then employed. The results demonstrate the suitable performance of the controller via providing proper tracking performance, and also, elimination of the chattering problem and decrease the time of treatment. The number of infected CD4+ T-cells and the number of free virus particles can be controlled in less than five days. The proposed controller is capable of controlling the dynamic behavior of the virus concentration for different patients with the same control scheme.     

Disturbance rejection control for vibration suppression of piezoelectric laminated thin-walled structures

Thin-walled piezoelectric integrated smart structures are easily excited to vibrate by unknown disturbances. In order to design and simulate a control strategy, firstly, an electro-mechanically coupled dynamic finite element (FE) model of smart structures is developed based on first-order shear deformation (FOSD) hypothesis. Linear piezoelectric constitutive equations and the assumption of constant electric field through the thickness are considered. Based on the dynamic FE model, a disturbance rejection (DR) control with proportional-integral (PI) observer using step functions as the fictitious model of disturbances is developed for vibration suppression of smart structures. In order to achieve a better dynamic behavior of the fictitious model of disturbances, the PI observer is extended to generalized proportional-integral (GPI) observer, in which sine or polynomial functions can be used to represent disturbances resulting in better dynamics. Therefore the disturbances can be estimated either by PI or GPI observer, and then the estimated signals are fed back to the controller. The DR control is validated by various kinds of unknown disturbances, and compared with linear-quadratic regulator (LQR) control. The results illustrate that the vibrations are better suppressed by the proposed DR control.     

模糊自整定比例积分控制在空间三维纳米定位台的应用

介绍了一种空间三自由度纳米定位平台,其应用背景为光刻投影物镜波像差检测系统的精密对准,因此对定位精度和定位速度都提出了很高的要求。首先简要介绍了空间三维纳米定位台;然后将模糊控制同传统PI(比例积分)控制相结合,利用定位偏差和偏差变化率信息,通过模糊推理实时调整PI控制参数,并在VC++环境下实现了模糊自整定PI参数的控制算法。实验结果表明,该控制方法较常规PI控制器能够有效地提高响应速度,减小阶跃响应超调量,保证了控制的实时性。     

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Aiming at the program planning for chained high-voltage active power filter system in superconducting magnet power of stabilized intense magnetic fields, combing with the non-linear characteristics of active power filter system, a method adopting the fractional-order PI controller instead of ordinary PI controller was proposed to realize three capacitive equalizing control method, and based on the improved Oustaloup algorithm, the solution of fractional calculus was achieved. Through simulation and experimental comparison, the running effects of fractional-order PI controller and conventional PI controller was analyzed. According to simulation and experiment, this fractional-order PI controller is correct.     

Global optimization of distributed output feedback controllers

When the frequency range over which a reduction in vibration is desired is limited to a particular structural mode of vibration, for example, it is shown that a centralized velocity feedback controller can perform better than a decentralized controller for a given level of control effort. The decentralized controller, however, has the desirable properties of scalability and ease of implementation. A number of strategies for clustering the control locations have been proposed to exploit both the performance of the centralized controller and the scalability of decentralized controllers but these have previously been only locally optimal. This paper describes methods by which these distributed controllers may be designed to be globally optimal and gives examples of simulated results of these optimal distributed controllers.     

基于主从交互式萤火虫群优化算法的船舶航向分数阶PID控制

为了改善船舶航向控制的效果,本文首次运用了分数阶PID控制方法,并提出一种新的主从交互式萤火虫优化算法,以优化控制器参数,使得达到控制性能指标最优的目标。根据船舶动力学模型,以船舶实际参数作实验,实验结果表明经过FA优化的分数阶PID控制器,比PSO算法具有更好的控制性能。通过敏感性分析验证了算法求出的FOPID参数具有鲁棒性,当系统参数大幅度变化时不需要重新设置。证明了经萤火虫算法优化的分数阶PID控制器能够更好地满足船舶航向控制的需求。