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基于极点配置的调谐黏滞质量阻尼器脉冲型振动响应控制

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建筑结构学报 2023年第9期44卷 115-123页

作者：苏宁彭士涛洪宁宁东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456

在脉冲型随机激励(如近场地震、突发阵风等)的动力冲击作用下,结构通常因振动响应在短时间内达到最不利峰值而破坏。已有的针对脉冲型响应峰值的控制方法较少。为了更好地实现脉冲型振动响应的被动控制,以调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)为研... 详细信息

在脉冲型随机激励(如近场地震、突发阵风等)的动力冲击作用下,结构通常因振动响应在短时间内达到最不利峰值而破坏。已有的针对脉冲型响应峰值的控制方法较少。为了更好地实现脉冲型振动响应的被动控制,以调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)为研究对象,通过配置响应传递函数的极点,使结构脉冲响应函数衰减最快,推导得到了TVMD的稳定性最大化优化参数解析公式。通过对具有脉冲特性的近场地震响应和突发阵风响应的振动控制算例分析,将该方法与传统固定点理论得到的优化参数控制效果进行对比。结果表明:基于传递函数极点配置的TVMD脉冲型振动响应控制方法对脉冲型振动响应的峰值控制效果显著优于固定点理论的,且随惯质比变化并不显著,采用该方法可使具有脉冲特性的近场地震位移响应最不利值平均降低约50%,突发阵风最不利极值位移响应降低约40%。

关键词：振动控制脉冲响应调谐黏滞质量阻尼器极点配置稳定性最大化近场地震突发阵风

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脱模机转动系统极点配置控制器设计

自动化与仪表 2024年第2期39卷 45-50,59页

作者：许继洋王琦任岩丛武汉工程大学机电工程学院武汉430000 宁波方太厨具有限公司宁波315000

为了提高混凝土试块脱模质量,研发了一款全新的全自动化实验设备-混凝土试块脱模机,为了提高脱模机的工作效率和质量,以脱模机转动系统为例,提高其脱模机转动系统的角度控制。该文基于极点配置理论设计了一种脱模机转动控制器,并通过仿... 详细信息

为了提高混凝土试块脱模质量,研发了一款全新的全自动化实验设备-混凝土试块脱模机,为了提高脱模机的工作效率和质量,以脱模机转动系统为例,提高其脱模机转动系统的角度控制。该文基于极点配置理论设计了一种脱模机转动控制器,并通过仿真实验验证其有效性。结果显示,在6 s的时间内系统可以达到稳定状态。该文采用了遗传算法优化加权系数,通过实验仿真,将系统稳定时间缩短到0.5 s。研究结果表明,采用基于极点配置控制理论的脱模机转动控制器,结合遗传算法进行优化,可以提高脱模机转动系统的角度控制,缩短稳定时间,提高设备运行效率。

关键词：脱模机转动系统遗传算法极点配置角度控制

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基于极点配置和椭球分析的传感器故障检测

自动化学报 2023年第7期49卷 1407-1420页

作者：张文瀚王振华沈毅哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对具有未知扰动与测量噪声的线性离散时间系统,提出了一种传感器故障检测方法.首先,将传感器故障视为增广状态,将原始系统转化为一个等效的新线性动态系统.然后,基于鲁棒观测器设计和极点配置方法构造了一个故障检测观测器,使得生成... 详细信息

针对具有未知扰动与测量噪声的线性离散时间系统,提出了一种传感器故障检测方法.首先,将传感器故障视为增广状态,将原始系统转化为一个等效的新线性动态系统.然后,基于鲁棒观测器设计和极点配置方法构造了一个故障检测观测器,使得生成的残差能够同时满足对扰动与噪声的鲁棒性和对故障的敏感性.此外,设计了一种基于椭球分析的残差评价方法,该方法可通过判断残差是否被无故障残差椭球包含来检测故障.最后,通过一个二阶RC电路模型的仿真算例验证了所提出方法的有效性与优越性.

关键词：故障检测观测器设计极点配置椭球分析

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基于极点配置法的梁振动主动控制理论与实验研究

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2022年第1期39卷 36-46页

作者：杨韶瑄胡宇宋智广哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

基于频域的振动控制对于结构动力学十分重要,因此本文研究了一种基于极点配置法的频域振动主动控制理论。由于压电智能结构在振动控制领域具有令人满意的性能,并且宏观纤维复合材料(Macro-fiber composite,MFC)具有高灵敏度和可变形性,... 详细信息

基于频域的振动控制对于结构动力学十分重要,因此本文研究了一种基于极点配置法的频域振动主动控制理论。由于压电智能结构在振动控制领域具有令人满意的性能,并且宏观纤维复合材料(Macro-fiber composite,MFC)具有高灵敏度和可变形性,本文使用MFC片并基于极点配置法设计控制方法,可以人为地设计梁的固有频率。研究中MFC片被粘结在梁结构的顶面和底面分别作为作动器和传感器。然后采用有限元法建立了智能结构运动方程,并基于输出反馈的极点配置法设计了主动控制器。最后通过实验和仿真验证了本文主动控制方法的有效性。

关键词：压电智能宏观纤维复合材料极点配置闭环控制有限元法

基于极点配置方法的机器人柔性关节转速抑制策略研究

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实验技术与管理 2023年第7期40卷 142-149页

作者：姚国林王合闯徐昌浩武海燕河南农业职业学院机电工程学院河南郑州451450 华北水利水电大学信息工程学院河南郑州450045 大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 威海机器人与智能装备产业研究院山东威海264209

针对含有柔性关节的机械臂易出现转速波动的问题,在PI控制策略的基础上利用极点配置的方法优化控制器参数,进而通过提高输出转速精度的方式减弱机械臂的振动程度。首先,根据双惯量模型建立机械臂中柔性关节的动力学模型,进而通过动力学... 详细信息

针对含有柔性关节的机械臂易出现转速波动的问题,在PI控制策略的基础上利用极点配置的方法优化控制器参数,进而通过提高输出转速精度的方式减弱机械臂的振动程度。首先,根据双惯量模型建立机械臂中柔性关节的动力学模型,进而通过动力学模型的数学表达式获得柔性关节的状态空间方程;其次,根据状态空间方程求得电机转速到电机电磁转矩的传递函数;第三,采用基于相同幅值的基于极点配置的PI控制策略优化控制器参数,并分析不同的极点参数对于系统动态特性的影响;最后,为了验证所提出控制策略的有效性,利用MATLAB对机械臂柔性关节伺服系统进行数值仿真实验,并搭建柔性关节的物理样机控制实验平台开展输出转角控制实验。数值仿真实验和物理样机控制实验表明:该文所提出的控制策略可通过适当选择极点参数使系统获得良好的动态特性,相比于传统的PI控制策略能够提高输出转速控制精度、抑制机械臂振动。

关键词：极点配置柔性关节 PI控制策略机械臂

基于结构重构的PMSM速度环PI控制器极点配置

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控制工程 2022年第6期29卷 1136-1144页

作者：许文波李彧姜迪开丁怀龙潘龙北京精密机电控制设备研究所北京100076

对永磁同步电机(PMSM)速度环中非理想因素和滤波环节进行合理简化,构成电流环全状态反馈,推导了电流环零极点抵消的条件及PI控制参数设计方法。在电流环零极点抵消的前提下,提出了一种电流环PI控制的结构重构方法,构成速度环的全状态反... 详细信息

对永磁同步电机(PMSM)速度环中非理想因素和滤波环节进行合理简化,构成电流环全状态反馈,推导了电流环零极点抵消的条件及PI控制参数设计方法。在电流环零极点抵消的前提下,提出了一种电流环PI控制的结构重构方法,构成速度环的全状态反馈闭环控制,进一步对速度环的零极点分布与PI控制参数之间的关系进行分析,推导了零极点抵消的条件。再根据期望的系统响应及超调,确定期望极点,并对速度环PI参数进行解析。计算过程简单易实现,通过仿真分析和实验验证了该方法的正确性,具有较强的工程应用参考价值。

关键词：永磁同步电机速度环结构重构极点配置 PI控制器

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基于极点配置的二阶线性自抗扰控制器

控制工程 2022年第11期29卷 2103-2110页

作者：杨赛东张士雄刘亚奇河南工业大学机电工程学院河南郑州450000

从时域角度出发,在带宽法对线性自抗扰控制器参数整定的指导下,提出了线性扩张状态观测器和线性状态误差反馈控制律的特征方程的不同极点配置设计方法。将原来的ω_(0),ω_(c), b_(0)3个调整参数,增加到ω_(0),ω_(c), b_(0), k_(1), k_... 详细信息

从时域角度出发,在带宽法对线性自抗扰控制器参数整定的指导下,提出了线性扩张状态观测器和线性状态误差反馈控制律的特征方程的不同极点配置设计方法。将原来的ω_(0),ω_(c), b_(0)3个调整参数,增加到ω_(0),ω_(c), b_(0), k_(1), k_(2), k_(3)6个需要整定的参数,很好地解决了只调整ω_(0),ω_(c), b_(0)时,系统输出超调量越小与快速性、抗扰性越差之间的矛盾。系统地分析了线性扩张状态观测器的收敛性与二阶线性自抗扰控制器的抗扰性。针对线性二阶系统(参数时变,扰动不确定)进行参数整定,获得了更好的控制性能。其结构简单,效果显著,为工程人员提供了新的参数整定方法。

关键词：极点配置参数整定扩张状态观测器扰动观测器

极点配置广义稳态Kalman估值器(英文)

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自动化学报 2003年第6期29卷 835-841页

作者：许燕邓自立北京印刷学院基础课部北京102600 黑龙江大学自动化系哈尔滨150080

应用时域上的现代时间序列分析方法 ,基于自回归滑动平均 (ARMA)新息模型和白噪声估值器 ,应用控制理论中的极点配置原理 ,对线性离散时间广义随机系统提出了极点配置广义稳态Kalman估值器 .它们具有全局渐近稳定性 ,且通过配置估值器... 详细信息

应用时域上的现代时间序列分析方法 ,基于自回归滑动平均 (ARMA)新息模型和白噪声估值器 ,应用控制理论中的极点配置原理 ,对线性离散时间广义随机系统提出了极点配置广义稳态Kalman估值器 .它们具有全局渐近稳定性 ,且通过配置估值器的极点可按指数衰减速率使初始状态估值的影响快速消失 .它们可在统一框架下处理滤波、平滑和预报问题 .它们避免了Ric cati方程和最优初始状态估值的计算 ,因而可减小计算负担 .

关键词：控制理论极点配置广义稳态Kalman估值器时间序列分析方法时域

极点配置固定区间Kalman平滑器和Wiener平滑器(英文)

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自动化学报 2004年第2期30卷 239-243页

作者：孙书利邓自立黑龙江大学自动化系黑龙江大学应用数学研究所哈尔滨 150080

基于稳态Kalman滤波器和白噪声估值器,根据控制理论中的极点配置原理,提出了极点配置固定区间稳态Kalman平滑器和Wiener平滑器.它们避免了计算最优平滑初值,且通过配置平滑器的极点,可快速消除初始平滑估值的影响,因而它们具有在有限固... 详细信息

基于稳态Kalman滤波器和白噪声估值器,根据控制理论中的极点配置原理,提出了极点配置固定区间稳态Kalman平滑器和Wiener平滑器.它们避免了计算最优平滑初值,且通过配置平滑器的极点,可快速消除初始平滑估值的影响,因而它们具有在有限固定区间上的实用稳定性,仿真例子说明了它们的有效性.

关键词：固定区间Kalman平滑器固定区间Wiener平滑器极点配置 Kalman滤波方法