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基于增量式PID控制的全静压测试系统设计

计算机测量与控制 2016年第5期24卷 44-48页

作者：李静昭段照斌中国民航大学工程技术训练中心天津300300

针对现阶段全静压测试设备结构复杂、成本高,自动化程度低、效率低的问题,提出一种基于增量式PID控制的全静压测试系统的设计方法;系统通过STM32单片机完成核心控制任务,实现对密闭容器及管路中压力的精确控制,并完成压力的自动测量和... 详细信息

针对现阶段全静压测试设备结构复杂、成本高,自动化程度低、效率低的问题,提出一种基于增量式PID控制的全静压测试系统的设计方法;系统通过STM32单片机完成核心控制任务,实现对密闭容器及管路中压力的精确控制,并完成压力的自动测量和相关飞行参数的显示;实验证明该系统具有响应速度快,超调量小等优点,并且能达到全静压系统测试精度的要求;该全静压测试系统成本低廉,通用性强,使用方便,测试周期短,适合于多种机型,具有较好有应用前景。

关键词：全静压系统增量式控制单片机控制算法气压控制

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直流微电网的一种增量式下垂控制方法

电力系统保护与控制 2018年第8期46卷 24-30页

作者：刘宁宁曹炜赵晋斌上海电力学院电气工程学院上海200090

在直流微电网中,下垂控制是解决负荷功率分配问题的基本控制方法之一。传统的下垂控制方法是基于负荷电流I的U-I下垂控制,这种方法虽然可靠性和经济性较好,但是在实际直流微电网运行中由于各微电源之间线路阻抗不一致或者本地负荷不平衡... 详细信息

在直流微电网中,下垂控制是解决负荷功率分配问题的基本控制方法之一。传统的下垂控制方法是基于负荷电流I的U-I下垂控制,这种方法虽然可靠性和经济性较好,但是在实际直流微电网运行中由于各微电源之间线路阻抗不一致或者本地负荷不平衡,各分布式电源发出的有功功率会出现分配不均进而产生系统环流。为此,提出一种电压增量式P-V下垂控制方法。该方法引入了电压变化率v,并且利用平均负荷p_(av)来校正每台变化器的输出功率,从而达到输出有功功率一致、减小系统环流的目的。对该控制方法分别在连线阻抗不一致和本地负荷不平衡的工况下进行了仿真验证,其结果验证了该控制方法的有效性。

关键词：增量式控制电压变化率线路阻抗本地负荷功率分配

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基于再分配伪逆的复合翼无人机飞行控制

控制理论与应用 2023年

作者：王寅谭济芸南京航空航天大学航天学院

复合翼无人机具有固定翼和旋翼无人机的气动构型,兼有两种无人机的飞行模态.在由旋翼模式向固定翼模式的过渡过程中,气动特性复杂,操控方式变化大,操控机构耦合性强,对飞行控制的鲁棒性提出了更高的要求.本文基于再分配伪逆控制算法和... 详细信息

复合翼无人机具有固定翼和旋翼无人机的气动构型,兼有两种无人机的飞行模态.在由旋翼模式向固定翼模式的过渡过程中,气动特性复杂,操控方式变化大,操控机构耦合性强,对飞行控制的鲁棒性提出了更高的要求.本文基于再分配伪逆控制算法和增量反演控制理论,研究了一种复合翼无人机全包线飞行姿态控制方法.针对飞行过程中气动特性变化大的问题,提出了一种基于增益调度理论的增量反演姿态控制方法,能够根据飞行过程的模态特性对增量反演控制器的控制器参数进行自适应调整,并从理论上分析了所研究方法的稳定性.为解决由旋翼机模式向固定翼模式过渡中操控机构转换的问题,提出了一种缩放再分配伪逆法的操控结构最优分配方法,提高了飞行过程对于控制指令的跟踪能力.仿真结果表明,本文所提出的基于再分配伪逆的增量反演控制方法相较于直接分配的反演法能以更高飞行品质实现飞行控制,过渡飞行过程姿态跟踪误差减少39%,高度跟踪误差减少87%.

关键词：非线性系统增量式控制反演控制再分配伪逆法增益调度

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空间太阳能电站姿态动力学建模与分布式控制

空间太阳能电站姿态动力学建模与分布式控制

作者：叶哲大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,能源环境问题逐渐凸显,空间太阳能电站逐渐成为一种新型可替代的能源系统,引起学界专家的高度关注。为保证运行期间高效高质量的收集太阳能、对地传输能量,空间太阳能电站需实现姿态稳定期间的连续对日、对地指向控制。由于其空... 详细信息

近年来,能源环境问题逐渐凸显,空间太阳能电站逐渐成为一种新型可替代的能源系统,引起学界专家的高度关注。为保证运行期间高效高质量的收集太阳能、对地传输能量,空间太阳能电站需实现姿态稳定期间的连续对日、对地指向控制。由于其空间构型复杂、所处空间环境复杂、在轨运行时间长等特点,增加了空间太阳能电站高精度、高稳定度指向控制的难度。传统的控制方法无法满足这种超大型复杂系统的控制要求,如何精确建立描述空间太阳能电站动力学特性的模型,解决其高精度、高稳定度的对日、对地指向控制成为一大核心问题。本文以兆瓦级多旋转关节空间太阳能电站(MRJ-SSPS)为研究对象,研究多体刚柔耦合姿态动力学建模与控制问题,建立便于控制器设计的姿态指向动力学模型,实现超大型空间结构在轨运行过程中多目标指向的高精度、高稳定度姿态分布式控制。本文的主要工作如下:(1)MRJ-SSPS的姿态动力学建模与分析。在地球中心引力作用下,将太阳能电池阵、微波发射天线视为仅考虑横向振动的大型柔性结构(薄板),将MRJ-SSPS视为运行于地球静止轨道的大型刚柔耦合结构,基于Lagrange方程建立MRJ-SSPS考虑对日定向、对地指向的刚柔耦合动力学模型。在小角度条件假设下,完成线性化姿态动力学方程的推导,并分析计算重力梯度力矩、太阳光压力矩等主要空间干扰摄动。(2)MRJ-SSPS的构型描述和姿态控制方案设计。针对MRJ-SSPS在轨任务要求和空间构型,选取电推力器与太阳帆板驱动机构作为执行机构进行配置,设计不同控制回路组成的姿态控制方案。为达到天线的高精度指向,引入主体姿态坐标修正天线指向,并采用传统PD控制验证方案的可行性。(3)MRJ-SSPS姿态多目标指向的分布式模型预测控制(DMPC)。针对传统PD控制动态性能良好、稳态误差较大的问题,考虑建立的动力学模型具有时变特性,基于模型预测控制(MPC)原理,结合分布式控制策略,提出适用于MRJ-SSPS姿态多目标指向的DMPC控制方法。结果表明:基于MPC原理所设计的控制器可以有效的抑制外界扰动对姿态的影响,提高控制系统的鲁棒性和控制精度,针对大型空间结构DMPC在计算性能、控制效果上要优于集中式MPC。(4)面向MRJ-SSPS控制输出受限的混合分布式控制。针对实际控制精度要求和执行机构输出受限的问题,考虑研究控制增量约束的条件下MRJ-SSPS的姿态多目标控制问题。采用增广状态空间模型函数,构建含有状态量和控制量的MPC控制模型。结合增量式PID控制与增量式MPC的优势,给出一种混合姿态多目标指向的分布式控制策略。结果表明:混合分布式姿态控制方案可以有效避免中心桁架结构姿态调整期间天线指向控制的燃料浪费,能够更加贴合实际控制要求,实现高精度、高稳定度控制。

关键词：空间太阳能电站分布式控制模型预测控制增量式控制

考虑作动器动态补偿的飞机增量滤波非线性控制

同方学位论文库评论

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控制理论与应用 2017年第5期34卷 594-600页

作者：周池军朱纪洪袁夏明雷虎民空军工程大学防空反导学院陕西西安710051 清华大学计算机科学与技术系北京100084

针对飞机大迎角机动存在的模型参数不确定问题,提出了一种考虑作动器动态补偿的增量滤波非线性控制方法.基于推力矢量飞机姿态控制模型,利用Taylor级数展开和状态导数反馈分别设计了增量形式的气流角和角速度控制器.针对低通滤波求取状... 详细信息

针对飞机大迎角机动存在的模型参数不确定问题,提出了一种考虑作动器动态补偿的增量滤波非线性控制方法.基于推力矢量飞机姿态控制模型,利用Taylor级数展开和状态导数反馈分别设计了增量形式的气流角和角速度控制器.针对低通滤波求取状态导数产生的延迟,通过对控制量进行滤波补偿保证了状态导数反馈和控制量反馈的时间同步性.在此基础上分析了作动器动态对角速度闭环控制性能的影响,通过补偿器设计使系统具有期望的作动器动态,克服了增量式控制方法对作动器高带宽的限制.仿真结果表明本文提出的增量滤波非线性控制方法具有强鲁棒性和快速动态响应能力.

关键词：大迎角机动增量式控制低通滤波作动器动态鲁棒性

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小型温控系统的研究

微计算机信息 2008年第19期24卷 8-10页

作者：赵畅张嵘清华大学精密仪器与机械学系北京100084

本文介绍了基于ADuC841单片机和半导体加热制冷片的小型温度控制系统设计。本设计采用半导体加热制冷片作为温度控制的执行部件,温度传感器DS18B20进行温度检测并提供反馈信号,在控制器单片机上实现增量式PID控制算法。本设计的应用为... 详细信息

本文介绍了基于ADuC841单片机和半导体加热制冷片的小型温度控制系统设计。本设计采用半导体加热制冷片作为温度控制的执行部件,温度传感器DS18B20进行温度检测并提供反馈信号,在控制器单片机上实现增量式PID控制算法。本设计的应用为实现快速、精确的小型温度控制系统提供了一种体积小、功耗低、经济有效的解决方案。

关键词：温度传感器单片机半导体加热制冷片增量式控制

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4D影院动感座椅控制系统的设计与研究

微计算机信息 2010年第34期26卷 92-93,30页

作者：朱逍许昌中国计量学院浙江杭州310018

本文介绍了一种基于ARMCortex-M3系列微处理器STM32F103和μC/OS-II嵌入式实时操作系统的4D影院动感座椅控制系统,重点阐述了硬件结构、功能特点以及软件的设计方法。采用增量式PID算法,对座椅位置控制。该系统集控制、数据采集、显示... 详细信息

本文介绍了一种基于ARMCortex-M3系列微处理器STM32F103和μC/OS-II嵌入式实时操作系统的4D影院动感座椅控制系统,重点阐述了硬件结构、功能特点以及软件的设计方法。采用增量式PID算法,对座椅位置控制。该系统集控制、数据采集、显示等功能于一体,具有小型化、智能化、稳定性好以及低成本等优点,实现了4D影院动感座椅的智能控制。

关键词：实时操作系统 Cortex-M3 μC/OS-II 动感座椅增量式控制

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结构可调式换热器最小换热单元的确定

结构可调式换热器最小换热单元的确定