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机载光电稳瞄平台的扰动观测分数阶控制方法

控制与决策 2020年第8期35卷 1902-1908页

作者：王春阳孙靖肖博刘雪莲西安工业大学西北兵器工业研究院西安710021 长春理工大学人工智能学院长春130022 长春理工大学电子信息工程学院长春130022 西安工业大学光电工程学院西安710021

随着机载光电稳瞄平台在国防军事领域的广泛应用,现代武器系统对机载光电稳瞄平台控制技术的要求越来越高.鉴于此,结合分数阶控制和扰动观测器原理,提出一种基于扰动观测的分数阶控制方法,用于提高机载光电稳瞄平台控制系统的各项性能.... 详细信息

随着机载光电稳瞄平台在国防军事领域的广泛应用,现代武器系统对机载光电稳瞄平台控制技术的要求越来越高.鉴于此,结合分数阶控制和扰动观测器原理,提出一种基于扰动观测的分数阶控制方法,用于提高机载光电稳瞄平台控制系统的各项性能.给出相应的闭环控制系统结构和控制器设计方法,并对其输入输出特性、扰动抑制能力等性能进行研究.在阶跃响应、正弦跟踪、扰动抑制和鲁棒性等仿真实验中,所提出控制器均表现良好.仿真结果表明,所提出基于扰动观测的分数阶控制器不仅具有分数阶控制响应速度快、鲁棒性强的特性,还表现出扰动观测器抗扰能力强的优点,可以达到提高机载光电稳瞄平台控制系统性能的目的.

关键词：机载光电稳瞄平台分数阶控制扰动观测器扰动抑制鲁棒性

基于机电惯容的车辆ISD悬架的分数阶控制系统

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汽车安全与节能学报 2022年第1期13卷 63-69页

作者：花杰沈钰杰陈龙刘雁玲杨晓峰江苏大学汽车工程研究院镇江212013 江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

为改善车辆惯性容器弹簧阻尼(ISD)悬架隔振性能,改善驾驶平顺性,建立了一个1/4比例的悬架动力学模型。以乘坐舒适性为目标,搭建悬架分数阶比例积分微(PID)控制系统。考虑车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷等指标,用多目标遗传算法,优... 详细信息

为改善车辆惯性容器弹簧阻尼(ISD)悬架隔振性能,改善驾驶平顺性,建立了一个1/4比例的悬架动力学模型。以乘坐舒适性为目标,搭建悬架分数阶比例积分微(PID)控制系统。考虑车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷等指标,用多目标遗传算法,优化求解模型参数。在Matlab/Simulink中仿真分析了悬架动态性能。结果表明:相较于传统被动悬架,用整数阶控制的悬架车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷的均方根值分别降低了13.9%、26.2%和1.5%;相较于用整数阶控制的车辆,用分数阶控制的悬架的这3个参数分别降低了15.4%、31.5%和6.8%;因此,分数阶控制系统,提高了行驶平顺性和操纵稳定性。

关键词：车辆悬架机电惯性容器惯性容器弹簧阻尼(ISD) 隔振性能分数阶控制

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制导弹箭分数阶控制系统

南京理工大学学报 2011年第1期35卷 52-56页

作者：史金光王中原常思江张比升南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 海军装备研究院新概念室北京100073

针对制导弹箭控制系统中系统参数出现较大的非线性和时变性等问题,整数阶PID控制难以获得满意的控制效果。根据分数阶微积分的定义和性质,构造了分数阶控制器的结构,分析了其控制器参数对系统性能的影响,将分数阶控制器应用到制导弹箭... 详细信息

针对制导弹箭控制系统中系统参数出现较大的非线性和时变性等问题,整数阶PID控制难以获得满意的控制效果。根据分数阶微积分的定义和性质,构造了分数阶控制器的结构,分析了其控制器参数对系统性能的影响,将分数阶控制器应用到制导弹箭的控制系统设计中,并对制导弹箭的分数阶控制系统进行了研究。结果表明,分数阶控制器较PID控制器有更强的鲁棒性和抗干扰能力,可以应用于制导弹箭的控制系统中,设计的分数阶控制器的频域和时域响应特性较PID控制器要好。研究结果为分数阶控制器在制导弹箭控制系统中的应用提供了理论基础。

关键词：制导弹箭分数阶控制比例积分微分控制控制系统

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分数阶控制伺服电动机实验演示平台设计

实验室研究与探索 2023年第10期42卷 64-69页

作者：程国扬贺名扬福州大学电气工程与自动化学院福州350108

分数阶控制技术是近20年控制领域兴起的一个研究方向。采用分数阶微积分,可更精确地描述复杂系统的动态特性和进行有效控制。以工业伺服系统常用的永磁同步交流电动机作为被控对象,在磁场定向的矢量控制模式下,对电动机的速度-位置环分... 详细信息

分数阶控制技术是近20年控制领域兴起的一个研究方向。采用分数阶微积分,可更精确地描述复杂系统的动态特性和进行有效控制。以工业伺服系统常用的永磁同步交流电动机作为被控对象,在磁场定向的矢量控制模式下,对电动机的速度-位置环分别采用分数阶PI控制、分数阶自抗扰控制和分数阶滑模控制等技术,设计了电动机速度调节、位置伺服控制的一组综合实验,通过数字信号处理器TMS320F28335搭建了实验测试平台,实验结果验证了各设计方案的可行性。该综合实验用于本科生计算机控制系统实训和研究生控制工程实践环节,帮助学生领会先进控制技术的潜力,彰显精益求精的工匠精神。

关键词：分数阶控制交流伺服系统自抗扰控制滑模控制实验平台

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一种面向压电微动台的增强型鸽群优化分数阶控制策略

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控制与决策 2024年

作者：金煜王旭辰徐扬杨晓峰复旦大学工程与应用技术研究院西北工业大学民航学院

针对压电微动台的非线性特性以及多轴解耦控制挑战,提出一种基于动态相互学习策略的改进型鸽群优化算法(PIO)并提出结合分数阶控制(FOPID)的DMLPIO-FOPID的控制策略进行实验研究.首先,对压电微动台进行力学分析,使其非线性特性近似线性... 详细信息

针对压电微动台的非线性特性以及多轴解耦控制挑战,提出一种基于动态相互学习策略的改进型鸽群优化算法(PIO)并提出结合分数阶控制(FOPID)的DMLPIO-FOPID的控制策略进行实验研究.首先,对压电微动台进行力学分析,使其非线性特性近似线性化.然后,根据动态相互学习策略建立动态相反学习种群,以提升鸽群优化算法的寻优性能；引用了一种基于稀疏回归算法的迟滞辨识方法对压电微动台的迟滞逆模型进行补偿,再次,搭建了压电微动实验平台对所设计的控制器进行了实验研究.实验结果表明, DMLPIO-FOPID控制器在四种评价函数的优化测试中性能最佳,平均领先果蝇优化和鸽群优化这两种分数阶控制器19.28%, 20.73%.并且在搭建的压电微动台的三轴测试中,均方差最小,收敛时间最短.说明DMLPIO-FOPID控制方法有助于实现压电微动台的精密控制.

关键词：压电驱动分数阶控制鸽群优化稀疏回归

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直流位置伺服系统的二自由度分数阶控制

信息与控制 2016年第4期45卷 421-425,431页

作者：赵志涛赵志诚张井岗太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024

为提高直流位置伺服系统的控制性能,提出了一种2自由度(two degree-offreedom,2DOF)分数阶控制方法.通过设计一种2DOF控制结构,实现了系统的跟随和抗扰特性的解耦控制;将内模控制(internal model control,IMC)与分数阶控制相结合,选用... 详细信息

为提高直流位置伺服系统的控制性能,提出了一种2自由度(two degree-offreedom,2DOF)分数阶控制方法.通过设计一种2DOF控制结构,实现了系统的跟随和抗扰特性的解耦控制;将内模控制(internal model control,IMC)与分数阶控制相结合,选用分数阶滤波器,推导出了跟随控制器和抗扰控制器设计方法;根据控制性能的要求,利用系统截止频率和最大灵敏度指标,实现了2DOF控制器参数的解析整定.仿真实验结果表明,2DOF分数阶控制方法具有良好的位置跟随特性和抗干扰能力.

关键词：直流位置伺服系统 2自由度控制分数阶控制内模控制最大灵敏度

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线性奇异脉冲系统的分数阶控制

控制工程 2015年第5期22卷 887-890页

作者：戴存礼赵志刚李晓林赵贤林赵艳艳南京农业大学工学院南京210031 南京农业大学理学院南京210031

根据李雅普诺夫稳定性理论,研究了线性奇异脉冲系统的稳定性问题。通过对该系统添加分数阶控制器,建立了线性奇异脉冲系统的分数阶控制模型,根据系统稳定条件,提出了使得相应系统渐近稳定的充分条件,并给出了分数阶脉冲控制器的设计方法... 详细信息

根据李雅普诺夫稳定性理论,研究了线性奇异脉冲系统的稳定性问题。通过对该系统添加分数阶控制器,建立了线性奇异脉冲系统的分数阶控制模型,根据系统稳定条件,提出了使得相应系统渐近稳定的充分条件,并给出了分数阶脉冲控制器的设计方法,最后,通过仿真连续系统、整数阶脉冲控制系统和分数阶脉冲控制系统,证明了分数阶脉冲控制的有效性。

关键词：李雅普诺夫函数线性奇异系统脉冲系统分数阶控制

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Bode理想传递函数在分数阶控制中的应用

信息与控制 2010年第2期39卷 200-206页

作者：何一文许维胜程艳同济大学电子与信息工程学院上海201804

本文将Bode理想传递函数应用于分数阶控制器的设计和分数阶PID控制器参数整定中.所得控制器可以在满足系统要求的截止频率和相角裕度的前提下,使补偿后系统Bode图的相频特性曲线在截止频率附近有一个水平区域,即闭环系统对增益的变化具... 详细信息

本文将Bode理想传递函数应用于分数阶控制器的设计和分数阶PID控制器参数整定中.所得控制器可以在满足系统要求的截止频率和相角裕度的前提下,使补偿后系统Bode图的相频特性曲线在截止频率附近有一个水平区域,即闭环系统对增益的变化具有鲁棒性.它不仅适合于分数阶对象,也适用于整数阶对象,并能够提高系统的控制品质.仿真结果证明了上述方法的有效性.

关键词：分数阶控制 PIλDμ控制器 Bode理想传递函数参数整定

PMSG风力发电系统最大风能追踪的分数阶控制

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电力系统及其自动化学报 2012年第6期24卷 67-72页

作者：李志民孙其振孙勇韩绪鹏哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 山东电力调度控制中心济南250001 吉林省电力有限公司调度通信中心长春130021 三峡电力职业学院电气工程系宜昌443000

在总结分析基于永磁同步发电机PMSG(permanent magnet synchronous generator)的风力发电系统数学模型的基础上,以PMSG风力发电系统的最大风能追踪为控制目标,引入分数阶PIλ控制理论,设计了基于分数阶PIλ的PMSG风力发电系统控制方案,... 详细信息

在总结分析基于永磁同步发电机PMSG(permanent magnet synchronous generator)的风力发电系统数学模型的基础上,以PMSG风力发电系统的最大风能追踪为控制目标,引入分数阶PIλ控制理论,设计了基于分数阶PIλ的PMSG风力发电系统控制方案,采用遗传算法对分数阶PIλ控制器的参数进行优化整定。在Matlab/Simulink软件平台上建立了PMSG风力发电系统的仿真模型,并与传统整数阶PI控制进行了对比。采用分数阶PIλ控制方案使风力机在额定风速以下能够有效地保持最佳叶尖速比运行,系统控制性能得到有效提高,有较强的鲁棒性。仿真结果证明了该方案的可行性与正确性。

关键词：分数阶控制最大风能追踪永磁同步发电机遗传算法建模与仿真