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带长管道的阀控非对称缸系统非线性控制

控制工程 2009年第S1期16卷 94-96,100页

作者：李帅魏建华浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

针对长管道、阀控非对称缸及负载扰动等非线性因素对高空作业工程机械调平系统动态性能的影响,提出了采用不必基于模型的单神经元自适应控制和干扰观测器相结合的控制策略。通过理论分析建立了带长管道的阀控非对称缸系统的非线性模型,... 详细信息

针对长管道、阀控非对称缸及负载扰动等非线性因素对高空作业工程机械调平系统动态性能的影响,提出了采用不必基于模型的单神经元自适应控制和干扰观测器相结合的控制策略。通过理论分析建立了带长管道的阀控非对称缸系统的非线性模型,分析了单神经元自适应和干扰观测器的结构及非线性控制器的设计方法,并采用Matlab\Simulink软件进行了仿真分析。结果表明,上述非线性控制器较常规PID控制器具有良好的动态特性,对长管道和负载扰动表现出更强的适应性和鲁棒性,而且对给定的控制信号具有良好的跟踪效果。

关键词：长管道阀控非对称缸单神经元自适应干扰观测器

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步进电机直线定位系统设计及仿真研究

计算机仿真 2012年第9期29卷 187-190,219页

作者：潘强鞠玉涛南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

研究步进电机定位控制系统优化问题,要符合工业对直线定位系统的性能要求。由于系统存在摩擦,造成定位误差。为解决定位优化问题,从搭建仿真平台,采用控制算法的优化两个方面出发,设计了一套基于DSP控制的步进电机直线定位系统,以实现... 详细信息

研究步进电机定位控制系统优化问题,要符合工业对直线定位系统的性能要求。由于系统存在摩擦,造成定位误差。为解决定位优化问题,从搭建仿真平台,采用控制算法的优化两个方面出发,设计了一套基于DSP控制的步进电机直线定位系统,以实现精确快速定位的目的。针对控制系统中存在非线性、参数不确定性等特点,采用前馈单神经元自适应PID控制方式,并用Matlab进行仿真研究。通过建模仿真分析,结果表明:设计的直线定位系统具有快速、高精度、较好的跟踪特性、较强抗干扰性、低成本等特点,并为控制算法的工程化应用提供了一定的理论依据。

关键词：直线定位系统步进电机单神经元自适应

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单神经元PID控制的吊车防摆定位系统

微计算机信息 2007年第34期23卷 65-66,40页

作者：刘学军吉林北华大学电气信息工程学院吉林132021

针对桥式吊车水平运动系统是一个非线性、变参数、强耦合的对象,本文设计了具有自学习和自适应能力的单神经元构成单神经元自适应智能PID控制器,将其应用于吊车的定位和防摆控制。仿真实验结果表明,该种控制方案简单,能适应环境的变化,... 详细信息

针对桥式吊车水平运动系统是一个非线性、变参数、强耦合的对象,本文设计了具有自学习和自适应能力的单神经元构成单神经元自适应智能PID控制器,将其应用于吊车的定位和防摆控制。仿真实验结果表明,该种控制方案简单,能适应环境的变化,有较强的鲁棒性。

关键词：单神经元自适应非线性鲁棒性

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单神经元PID双直线电机同步控制

微计算机信息 2007年第6S期23卷 84-85,62页

作者：祝淑萍刘德君北华大学电气信息工程学院吉林132021

本文采用单神经元自适应PID控制方案,将其应用于重型龙门移动式镗铣加工中心双直线电机驱动的轴间反馈回路,以抑制由不同步引起的不平衡扭矩。仿真结果表明,该种控制方案简单、具较好的快速性及无静差、无超调性能,能够较好地满足被控... 详细信息

本文采用单神经元自适应PID控制方案,将其应用于重型龙门移动式镗铣加工中心双直线电机驱动的轴间反馈回路,以抑制由不同步引起的不平衡扭矩。仿真结果表明,该种控制方案简单、具较好的快速性及无静差、无超调性能,能够较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求。

关键词：单神经元自适应 PID控制同步控制直线电机

基于单神经元PID的方位保持仪温控系统的仿真

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火力与指挥控制 2006年第2期31卷 73-74,77页

作者：杨玲谢玲刘星桥北京理工大学北京100081

由于方位保持仪的核心元件陀螺易受温度的影响,常采用温控系统控制其工作的环境温度来保证它的精度与性能。通常采用的传统P ID控制方法虽然简单,但由于系统存在非线性因素,控制效果不是很理想。提出一种基于单神经元自适应P ID的控制算... 详细信息

由于方位保持仪的核心元件陀螺易受温度的影响,常采用温控系统控制其工作的环境温度来保证它的精度与性能。通常采用的传统P ID控制方法虽然简单,但由于系统存在非线性因素,控制效果不是很理想。提出一种基于单神经元自适应P ID的控制算法,利用单神经元的自学习,自适应能力,实现对方位保持仪温控系统的快速实时在线控制。仿真结果表明该方法优于传统的P ID控制算法,是行之有效的。

关键词：单神经元自适应 PID 方位保持仪温控系统仿真

3500mm中厚板轧机AGC计算机控制系统设计

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3500mm中厚板轧机AGC计算机控制系统设计

作者：马亮东北大学

学位级别：硕士

计算机控制技术促进AGC计算机控制系统的发展。在查阅了大量国内外相关文献的基础上,综述了中厚板轧机AGC技术的发展现状及应用情况,结合我国某钢铁公司中厚板轧钢厂3500mm中厚板轧机AGC计算机控制系统工程项目的设计、调试,主要完成了... 详细信息

计算机控制技术促进AGC计算机控制系统的发展。在查阅了大量国内外相关文献的基础上,综述了中厚板轧机AGC技术的发展现状及应用情况,结合我国某钢铁公司中厚板轧钢厂3500mm中厚板轧机AGC计算机控制系统工程项目的设计、调试,主要完成了下面几项工作：讨论了轧机弹跳方程、塑性方程及P-H图等基础理论,分析中厚板轧制的特点,对BISRA-AGC、动态设定型AGC和GM-AGC三种压力AGC模型进行了详细的分析比较,并对其优缺点进行了评价,为AGC控制模型的选择及现场分析调试提供了模型研究。针对中厚板轧机轧制过程控制的特点,选择了合理的计算机系统、计算机网络等等。本文还对本工程AGC计算机控制系统的硬件配置作了详细的描述,介绍其计算机配置、传感器配置及其性能系统设计。从电动、液压APC和液压AGC两个方面来对轧机压下控制系统进行了分析,研究选择适合本系统的相对AGC和绝对AGC相结合的AGC控制方式。分析电机速降曲线及液压缸控制原理及辊缝实际值和设定值的计算,实现了电动、液压联合APC控制系统。利用SIMENS公司的STEP7、WIN CC和Visual C++完成了AGC计算机控制系统程序设计,完成了轧机的基础自动化控制和过程控制功能,实现实时数据的采集与显示。调试完成后,对轧机刚度测试、调零和液压缸阶跃响应的数据进行了记录和分析,轧出钢板的性能和实际应用结果表明各项性能指标均达到了程序设计和现场的要求。结合现场实际应用,建立了液压AGC系统的动态模型,使用MATLAB中的Simulink对现场的数据进行了仿真,离线研究液压AGC系统的动、静态特性。通过分析其开、闭环波德图,得出本系统为稳定系统,经过PID校正后,系统的响应速度提高。分析了轧制过程中轧件来料厚度、轧件塑性系数和液压缸初始油柱高度对出口厚度的影响,为轧机在线的设计和调试提供了离线仿真和优化设计。设计一个单神经元自适应PID控制器取代传统意义上的PID控制器,使得控制的效果得到更为有效的改进,控制精度更加精确。

关键词：中厚板位置自动控制压力厚度自动控制计算机控制系统单神经元自适应

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基于自适应算法的电子送经卷取控制系统设计

基于自适应算法的电子送经卷取控制系统设计

作者：林坤浙江理工大学

学位级别：硕士

近年来,现代新型喷气织机速度、自动监控水平、产品质量、品种适应性等都有了大幅度的提高,是无梭织机中发展最快的机型。作为喷气织机的重要构件之一,高性能电子送经电子卷取控制系统是近年来先进织机的发展方向。为缩短与国外同... 详细信息

近年来,现代新型喷气织机速度、自动监控水平、产品质量、品种适应性等都有了大幅度的提高,是无梭织机中发展最快的机型。作为喷气织机的重要构件之一,高性能电子送经电子卷取控制系统是近年来先进织机的发展方向。为缩短与国外同类产品的差距,满足日益增长的国内市场需求,对电子送经电子卷取控制系统的研究与开发具有重要意义。在明确了课题目的以后,本文主要完成了以下工作: 第一章,绪论。综述了电子送经卷取系统概况,对送经和卷取两者的机构特点进行了分析。阐述了国内外电子送经电子卷取系统的发展现状,以及电子送经卷取系统的发展趋势。最后概述了本文的研究内容和研究意义。第二章,织造过程经纱张力分析。对织造过程中的经纱张力进行分析,阐述了织机开口、打纬、送经和卷取四大运动对经纱张力产生的影响以及经纱张力的补偿方式,并对经纱张力信号的产生和采集进行了详细的描述。第三章,经纱张力自适应控制算法。根据单神经元自适应控制算法设计自适应控制器,并将单神经元自适应控制算法与常规PID算法的控制效果做仿真比较。结果表明,单神经元自适应控制对外界扰动具有更好的抑制性能,验证了单神经自适应控制器具有可行性。第四章,电子送经卷取控制系统设计。主要包括硬件设计和软件设计两大部分。其中,系统硬件设计主要包括控制模块、检测模块、伺服驱动模块三大部分;系统的软件设计部分介绍了系统软件设计框架,并对部分系统软件的设计方法及作用作了相关分析。第五章,控制系统调试。对RFJA10喷气织机进行了改造,作为现场调试平台,进行了台架试验。实验数据表明,该控制器控制效果良好,能够满足控制要求,提高了张力控制系统的动态性能和稳定性。第六章,总结与展望。对本论文的研究工作和研究成果进行了总结,对未来的研究工作进行了展望。

关键词：电子送经/卷取经纱张力模型单神经元自适应

基于先进PID算法的SVPWM整流器控制研究

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基于先进PID算法的SVPWM整流器控制研究

作者：谢扬旭武汉理工大学

学位级别：硕士

随着全球化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重,新能源的开发与利用越来越得到重视。风力发电、光伏发电、新能源汽车、燃料电池等行业的蓬勃兴起促进了电力电子技术的发展。三相电压型PWM整流器作为大功率变流器的常用拓扑结构,本... 详细信息

随着全球化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重,新能源的开发与利用越来越得到重视。风力发电、光伏发电、新能源汽车、燃料电池等行业的蓬勃兴起促进了电力电子技术的发展。三相电压型PWM整流器作为大功率变流器的常用拓扑结构,本身具有非线性、强耦合、时变等特点,所以需要性能优异的算法来进行控制。鉴于传统PID控制具有不可替代的优势,论文通过将PID控制与智能算法相结合,使得整流器控制系统响应速度快、稳定性高、控制精度好、抗干扰能力强。论文的主要工作如下:首先,详细介绍了PWM整流器工作的基本原理,分析了全控整流的优势。以三相电压型PWM整流器的拓扑结构为基础,利用坐标变换原理将三相静止坐标系中建立的整流器数学模型转换到两相旋转坐标系中。其次,在建立的整流器数学模型基础上,根据典型系统参数设计原理推导出电压环和电流环的PI系数理论值。针对直流侧电压阶跃响应缓慢的问题,设计了改进的单神经元自适应PID电压控制器,根据偏差变化对神经元系数K的取值进行自适应调整,使超调量和响应速度达到综合最优。为了提高整流器的抗干扰能力,利用模糊规则在线调整电流环的PI参数以使负载发生扰动时直流电压能迅速回归稳态。在上述控制系统研究的基础上,进一步阐述了SVPWM技术的基本原理和算法实现步骤。再次,在Matlab/Simulink环境中搭建整流器的仿真模型并对仿真结果进行了系统的分析。仿真结果表明改进后算法的神经元权值系数能够根据工况进行调整并快速收敛到稳定值进而使得电压阶跃响应在超调较小的情况下实现快速响应;当负载出现干扰时,电流环的PI参数根据规则进行自适应调整提升电流环的响应速度减小直流侧电压的跌落并使之快速回到稳态值,上述仿真表明先进PID算法比普通PID控制效果好。最后,以TMS320F28335芯片为核心设计了三相电压型PWM整流器控制平台。硬件方面包括元器件选型与控制电路各个模块的设计;软件方面包括系统主程序、定时器中断程序以及相关子程序的设计。

关键词：整流器 PID 单神经元自适应模糊规则 SVPWM

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碳纤维角联织机网络化控制策略研究

碳纤维角联织机网络化控制策略研究

作者：王硕天津工业大学

学位级别：硕士

随着社会经济与智能科技的飞速发展,碳纤维材料因其质量轻、模量高、耐高温、抗疲劳等优秀品质在民用制造、航空航天、机械装备和军工领域等方面已经得到了广泛的应用与发展,因此以高效率的机织生产方式为核心的碳纤维装备系统日益受到... 详细信息

随着社会经济与智能科技的飞速发展,碳纤维材料因其质量轻、模量高、耐高温、抗疲劳等优秀品质在民用制造、航空航天、机械装备和军工领域等方面已经得到了广泛的应用与发展,因此以高效率的机织生产方式为核心的碳纤维装备系统日益受到了研究者的青睐。为了改善在复杂的非线性网络化控制系统中织物的工艺质量并减少外界干扰带来的影响,本文以碳纤维角联织机为研究对象,围绕纱线的张力波动问题对控制策略展开深入研究。本文首先分析了碳纤维角联织机的工作原理,研究了织机的各个子系统对纺织过程中纱线张力的影响。将送经系统和开口系统结合在一起,围绕网络化控制系统中通讯协议、网络延时、数据丢失、采样周期、节点驱动等各种干扰对张力模型的影响展开深入研究,为控制器的设计提供理论依据。针对网络化控制系统中PID控制器鲁棒性差、抵抗干扰能力弱的特性,本文设计了单神经元自适应控制器。结合动态规划的思想改进性能指标函数,使系统误差在外界约束条件下达到最小值,并给出了李雅普诺夫稳定性证明。通过搭建基于True Time和MATLAB的联合模拟实验仿真平台对不同干扰条件下的张力波动进行分析,结果表明在只考虑网络诱导延时情况下,传统PID控制策略最大能够容许45ms;在只考虑数据丢失情况下,最大容许20%丢包。而本文改进后的单神经元自适应控制策略在上述两个条件下最大能够容许的网络干扰分别为70ms延时以及40%丢包,且在两种干扰同时存在时具有更小的超调量。针对网络延时和丢包率越来越严重时,上述设计的单神经元自适应控制器容易出现超调量过高的情况,本文又设计了BP神经网络控制策略。考虑到BP神经网络容易陷入局部最小值,在误差调节过程中引入惯性系数从而达到跳出死循环的目的。实验结果表明BP神经网络与改进后的单神经元自适应控制相比虽然在响应速度方面略有滞后,但是其鲁棒性明显提升。仅考虑网络诱导延时,BP神经网络最高能容许0.6s;仅考虑数据丢失,最大能够容许55%丢包,且在两种干扰同时存在的条件下具有更平缓的波动,更适合碳纤维角联织机在实际生产中的大干扰条件下对纱线的张力控制。

关键词：碳纤维角联织机网络化控制网络延时数据丢失单神经元自适应 BP神经网络