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二阶滑模观测器的BLDCM直接转矩控制
1
作者 赵鸿菲 赵志诚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第10期1944-1949,共6页
针对无刷直流电机直接转矩控制中反电动势获取困难和常规滑模控制存在系统抖振的问题,提出了一种基于二阶滑模观测器的直接转矩控制策略。根据无刷直流电机的数学模型,选择传统线性滑模面及其一阶导数构成二阶滑模面,采用改进型趋近律... 针对无刷直流电机直接转矩控制中反电动势获取困难和常规滑模控制存在系统抖振的问题,提出了一种基于二阶滑模观测器的直接转矩控制策略。根据无刷直流电机的数学模型,选择传统线性滑模面及其一阶导数构成二阶滑模面,采用改进型趋近律推导控制律,设计了一种二阶滑模观测器,该观测器将滑模抖振集中在相电流误差的高阶微分上,并通过积分作用,削弱抖振的同时加快了收敛速度。二阶滑模观测器无需低通滤波器即可准确估计反电动势,将其应用于无刷直流电机无位置传感器直接转矩控制中,可有效减小转矩脉动,改善系统的性能,仿真结果表明了所提方法的优越性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 二阶滑模观测器 转矩脉动 直接转矩控制
基于摆角约束的双摆吊车轨迹规划 预览
2
作者 天成 邵雪卷 《自动化仪表》 CAS 2019年第9期40-45,共6页
桥式吊车作为一种典型的欠驱动系统,已经在现代工业生产运输过程中得到了广泛的应用。但当吊车系统中的负载体积过大或吊钩质量较大时,桥式吊车系统会呈现双摆特性,增加控制难度。针对这一问题,提出了一种基于摆角约束的双摆桥式吊车轨... 桥式吊车作为一种典型的欠驱动系统,已经在现代工业生产运输过程中得到了广泛的应用。但当吊车系统中的负载体积过大或吊钩质量较大时,桥式吊车系统会呈现双摆特性,增加控制难度。针对这一问题,提出了一种基于摆角约束的双摆桥式吊车轨迹规划策略,以更方便地考虑摆角约束。首先,设计能够满足摆角约束的摆角运动曲线,并由台车运动与两级摆角之间的耦合关系得出台车加速度轨迹;然后,构造关于时间和最大摆角的目标函数;最后,将轨迹规划问题转化成一个可利用粒子群算法来求解的优化问题。MATLAB仿真对比结果表明,该方法在实现台车快速精准定位的同时,能有效抑制两级摆动及残余摆动,在系统参数改变时仍具有较好的鲁棒性,可尝试应用于实际工作中。 展开更多
关键词 桥式吊车 双摆系统 欠驱动系统 两级摆动 轨迹规划 摆角约束 目标函数 粒子群优化
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多变量时滞非方系统的分数阶Smith预估控制
3
作者 赵志诚 徐娜 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1331-1337,共7页
针对多变量时滞非方系统,提出一种基于反向解耦的分数阶Smith预估控制方法.首先,将反向解耦方法推广应用于m×n非方系统中,给出非方解耦矩阵的设计方法,同时为了保证解耦矩阵的稳定正则,给出其实现的必要条件以及条件不满足时的补... 针对多变量时滞非方系统,提出一种基于反向解耦的分数阶Smith预估控制方法.首先,将反向解耦方法推广应用于m×n非方系统中,给出非方解耦矩阵的设计方法,同时为了保证解耦矩阵的稳定正则,给出其实现的必要条件以及条件不满足时的补偿方法;然后,针对解耦后的各个单回路系统设计分数阶Smith预估控制器,根据内模控制与Smith预估控制结构上的等价关系简化控制器的设计,克服时滞环节对系统性能的影响,并且基于最大灵敏度推导出一种控制器参数解析整定方法;最后,通过典型的Shell标准控制问题对所提出方法进行验证.仿真结果表明,反向解耦方法设计简单易于实现,能达到系统完全解耦,控制器参数较少,整定方便,并且具有良好的跟踪能力、抗干扰性和鲁棒性. 展开更多
关键词 非方系统 反向解耦 分数阶控制 SMITH预估控制 内模控制 最大灵敏度
基于模型预测算法的桥式起重机消摆控制
4
作者 胡富元 邵雪卷 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第7期1378-1383,共6页
桥式起重机系统的主要控制目标是将货物快速、精确地运送到目标位置,且在该过程中尽可能地减小负载的摆动幅度.为此,提出了一种基于微分平坦理论的模型预测方法,可在保证负载快速精确到达目标位置的同时,有效地将负载摆动的幅度限制在... 桥式起重机系统的主要控制目标是将货物快速、精确地运送到目标位置,且在该过程中尽可能地减小负载的摆动幅度.为此,提出了一种基于微分平坦理论的模型预测方法,可在保证负载快速精确到达目标位置的同时,有效地将负载摆动的幅度限制在安全的范围内.根据起重机系统的微分平坦性质,构造了结构简单、具有微分平坦输出形式的预测模型,将负载的摆角约束转化为对该预测模型的输入约束,然后对系统进行在线优化控制.仿真结果表明该方法在实现桥式起重机台车快速精确定位的同时,能够将负载摆角限制在允许的范围内. 展开更多
关键词 桥式起重机 微分平坦 模型预测控制 定位与消摆
基于改进T-S模型的球杆系统控制方法研究 预览
5
作者 吴云霞 高慧敏 《太原科技大学学报》 2019年第3期169-175,共7页
针对非线性球杆系统,提出一种基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的状态反馈控制方法。首先,通过扇区非线性方法为球杆系统建立具有较高逼近精度的T-S模糊模型,利用此T-S模型来描述球杆系统的非线性特性。然后,运用并行分布补偿(PDC)和线... 针对非线性球杆系统,提出一种基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的状态反馈控制方法。首先,通过扇区非线性方法为球杆系统建立具有较高逼近精度的T-S模糊模型,利用此T-S模型来描述球杆系统的非线性特性。然后,运用并行分布补偿(PDC)和线性矩阵不等式(LMI)方法设计状态反馈控制器。为了进一步说明系统的鲁棒性,在仿真实验中选择不同质量的小球。仿真研究结果表明:基于提出的T-S模型所设计的控制器使系统具有优良的动态特性和抗干扰特性。 展开更多
关键词 Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型 状态反馈控制器 并行分布补偿(PDC) 线性矩阵不等式(LMI) 球杆系统
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桥式起重机轨迹规划的方法研究
6
作者 邵雪卷 李瑶 +1 位作者 学良 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期971-977,共7页
针对桥式起重机小车能以光滑的加速度平稳运行问题,在考虑起重机自身约束条件和小车与轨道间摩擦的基础上,提出了一条多项式加速度轨迹。利用小车运动和负载摆角之间的动态耦合关系,设计了一个消摆环节。结果表明:当绳长改变时,小车摆... 针对桥式起重机小车能以光滑的加速度平稳运行问题,在考虑起重机自身约束条件和小车与轨道间摩擦的基础上,提出了一条多项式加速度轨迹。利用小车运动和负载摆角之间的动态耦合关系,设计了一个消摆环节。结果表明:当绳长改变时,小车摆角依旧在约束的范围内。通过构造李雅普诺夫能量方程证明了系统稳定性并利用Barbalat引理证明了所规划的参考轨迹够使小车运动收敛至目标位置且能够消除小车负载摆动。在Matlab环境下建模并仿真,验证了所规划参考轨迹的合理性及优越性。 展开更多
关键词 桥式起重机 光滑 加速度 轨迹 消摆
多变量过程二自由度控制器的设计 被引量:2
7
作者 雷帅 赵志诚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期298-304,共7页
针对多变量过程,提出了一种二自由度控制器的设计方法。首先基于静态解耦的思想构造广义被控过程,通过对其传递函数矩阵主对角线上元素的幅频和相频特性的分析,获得简化的一阶加时滞模型,并设计二自由度内模控制器,然后利用二自由度的... 针对多变量过程,提出了一种二自由度控制器的设计方法。首先基于静态解耦的思想构造广义被控过程,通过对其传递函数矩阵主对角线上元素的幅频和相频特性的分析,获得简化的一阶加时滞模型,并设计二自由度内模控制器,然后利用二自由度的结构变换和Pade近似,将其分别等效为超前滞后校正器和含有滤波器的PID控制器,最后根据最大灵敏度实现PID控制器的参数整定。仿真结果表明:该设计方法简单、易于实现,可使系统具有良好的动态特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 多变量过程 二自由度控制 模型简化 PID控制器 最大灵敏度
一种非最小相位过程的PI-PD控制器整定方法 预览
8
作者 牛瑶瑶 《太原科技大学学报》 2018年第4期249-254,共6页
在工业过程中存在着一种非最小相位过程,这种被控过程的控制难度较大,采用常规的控制方法难以达到满意的控制效果。针对非最小相位过程,基于PI-PD控制结构提出了一种参数整定策略。依据内模控制原理设计PID控制器,再将其分解为PI-PD控制... 在工业过程中存在着一种非最小相位过程,这种被控过程的控制难度较大,采用常规的控制方法难以达到满意的控制效果。针对非最小相位过程,基于PI-PD控制结构提出了一种参数整定策略。依据内模控制原理设计PID控制器,再将其分解为PI-PD控制器,并给出控制器的参数整定策略。该控制器中含有两个可调参数,并且都与系统的动态性能及鲁棒性相关。理论分析及仿真结果表明了该策略的有效性。 展开更多
关键词 非最小相位过程 PI-PD控制 参数整定
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多变量时滞非方系统的反向解耦控制
9
作者 徐娜 赵志诚 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2018年第5期615-620,共6页
针对工业系统中普遍存在的多变量时滞非方系统提出了一种基于反向解耦的二自由度Smith预估控制方法.根据反向解耦原理设计了非方解耦矩阵,实现了系统的完全解耦,针对解耦后的各个单回路系统运用Dahlin算法和内模控制方法设计了设定... 针对工业系统中普遍存在的多变量时滞非方系统提出了一种基于反向解耦的二自由度Smith预估控制方法.根据反向解耦原理设计了非方解耦矩阵,实现了系统的完全解耦,针对解耦后的各个单回路系统运用Dahlin算法和内模控制方法设计了设定值跟随控制器和干扰抑制控制器,并基于最大灵敏度实现了干扰抑制控制器参数的鲁棒整定.仿真结果表明所提方法计算简单,易于实现,而且使系统具有良好的设定值跟踪特性、干扰抑制特性以及鲁棒性. 展开更多
关键词 非方系统 反向解耦 二自由度控制 SMITH预估控制 内模控制
直流调速系统的改进型分数阶滑模控制 被引量:1
10
作者 赵志诚 赵志涛 +1 位作者 赵显姣 《系统仿真学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期1096-1101,共6页
针对直流调速系统中滑模控制容易引起稳态误差的问题,设计了一种改进型分数阶滑模控制(Fractional order sliding mode control,FOSMC)。通过对直流调速系统的一阶数学模型求导,建立了系统的二阶数学模型,将分数阶微积分理论引入到滑... 针对直流调速系统中滑模控制容易引起稳态误差的问题,设计了一种改进型分数阶滑模控制(Fractional order sliding mode control,FOSMC)。通过对直流调速系统的一阶数学模型求导,建立了系统的二阶数学模型,将分数阶微积分理论引入到滑模切换函数中,结合指数趋近律和系统二阶数学模型,设计了分数阶滑模控制器,并在控制器的输出端串联积分环节,得到系统的控制信号,最后利用李雅普诺夫稳定性理论和分数阶微积分理论进行了稳定性分析。仿真和实验表明,本文方法不仅能够有效消除系统受干扰时产生的稳态误差,而且可以削弱系统抖振现象。 展开更多
关键词 直流调速系统 滑模控制 分数阶微积分 指数趋近律 稳态误差 抖振
“运动控制系统”课程教学改革与实践 预览 被引量:2
11
作者 邵雪卷 +1 位作者 陈志梅 于少娟 《电气电子教学学报》 2017年第4期66-68,72共4页
本文针对"运动控制系统"这门综合性和实践性很强的课程,就其改进教学方式和加强实践教学环节两方面进行探讨,给出了适合本校学生学习的教学方法。教学实践表明,这种做法提高了"运动控制系统"的课程教学质量,激发了学生的学习积极性... 本文针对"运动控制系统"这门综合性和实践性很强的课程,就其改进教学方式和加强实践教学环节两方面进行探讨,给出了适合本校学生学习的教学方法。教学实践表明,这种做法提高了"运动控制系统"的课程教学质量,激发了学生的学习积极性并取得了良好的教学效果。 展开更多
关键词 运动控制系统 教学方式 实践教学
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基于滤波器的桥式起重机无源滑模防摆控制研究 预览
12
作者 陈志梅 高武龙 《自动化仪表》 CAS 2017年第9期5-9,共5页
桥式起重机防摆控制系统具有高度非线性、欠驱动特性,定位和摆角相互影响,绳长和负载质量经常变化,且存在空气阻尼和摩擦等不确定性因素,因此,常规的线性防摆控制方法往往防摆效果不理想。针对上述问题,在考虑负载的提升过程及绳长的变... 桥式起重机防摆控制系统具有高度非线性、欠驱动特性,定位和摆角相互影响,绳长和负载质量经常变化,且存在空气阻尼和摩擦等不确定性因素,因此,常规的线性防摆控制方法往往防摆效果不理想。针对上述问题,在考虑负载的提升过程及绳长的变化前提下,建立了欧拉-拉格朗日三维误差系统;通过对系统进行无源性分析,结合无源控制和滑模控制各自的优点,设计了基于滤波器的无源滑模控制器,构造了Lyapunov能量函数且证明了其稳定性。防摆控制系统结构简单,不但消除了滑模控制高频抖振现象,使得系统渐近稳定,而且有效地实现了小车的快速定位和负载的有效防摆,提高了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能。仿真结果验证了控制方案的正确性和有效性。 展开更多
关键词 无源控制 滑模控制 反馈补偿 Lyapunov能量函数 PID 桥式起重机 欠驱动系统 滤波器
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内模补偿预测函数控制在磁悬浮系统中的应用 预览
13
作者 孟凡斌 邵雪卷 +1 位作者 陈志梅 《自动化仪表》 CAS 2017年第1期24-28,33共6页
由于磁悬浮系统参数时变及外界干扰的存在,采用预测函数控制会产生较大的预测误差,导致系统性能变差。针对这个问题,提出了一种基于内模补偿的预测函数控制方法。采用内模控制器的输出修正预测函数控制(PFC)补偿系统的控制量,克服不... 由于磁悬浮系统参数时变及外界干扰的存在,采用预测函数控制会产生较大的预测误差,导致系统性能变差。针对这个问题,提出了一种基于内模补偿的预测函数控制方法。采用内模控制器的输出修正预测函数控制(PFC)补偿系统的控制量,克服不确定因素的影响,改善系统的控制品质。仿真和试验结果表明,该方法不仅能使磁浮球装置中的小球快速到达平衡位置,而且提高了系统的抗干扰能力和控制精度。 展开更多
关键词 磁悬浮 轨道交通 工业机器人 预测函数控制 神经网络控制 二自由度 预测误差 内模补偿 控制精度
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智能起重机路径规划及定位防摆控制策略 预览
14
作者 邵雪卷 学良 +1 位作者 陈志梅 《起重运输机械》 2017年第11期65-70,共6页
随着我国基础建设规模的加大和人力资源的短缺,智能起重机的应用备受关注。在了解国内外主要研究成果的基础上,对智能起重机路径规划的研究方法以及智能起重机小车定位和负载防摆的控制策略进行分类总结,并对各种方法的优缺点进行分... 随着我国基础建设规模的加大和人力资源的短缺,智能起重机的应用备受关注。在了解国内外主要研究成果的基础上,对智能起重机路径规划的研究方法以及智能起重机小车定位和负载防摆的控制策略进行分类总结,并对各种方法的优缺点进行分析比较,展望了智能起重机路径规划和防摆定位控制的发展趋势。 展开更多
关键词 智能起重机 路径规划 小车定位 负载防摆控制 研究
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二自由度控制方法研究 被引量:5
15
作者 秦娜娜 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期895-900,共6页
二自由度控制作为一种新型的控制方法,已经在很多工业控制领域中得到了应用。文章阐述了二自由度控制的基本原理及其典型结构,分析总结了近年来二自由度控制方法的研究成果和最新进展,指出了二自由度控制与内模控制,鲁棒控制。智能... 二自由度控制作为一种新型的控制方法,已经在很多工业控制领域中得到了应用。文章阐述了二自由度控制的基本原理及其典型结构,分析总结了近年来二自由度控制方法的研究成果和最新进展,指出了二自由度控制与内模控制,鲁棒控制。智能控制等先进控制方法结合的优缺点,针对二自由度控制方法的发展前景和可能继续深入研究的发展方向提出自己的看法。 展开更多
关键词 二自由度控制 内模控制 鲁棒控制 智能控制
串级不稳定时滞过程的内模控制器设计 预览 被引量:2
16
作者 秦娜娜 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期38-45,共8页
针对串级不稳定时滞过程研究了内模控制器的设计方法。该方法副回路采用传统内模控制,能及时快速消除内环干扰对系统整体控制性能的影响;主回路采用一种二自由度内模控制结构,将设定值跟随特性与干扰抑制特性解耦,控制器的参数整定... 针对串级不稳定时滞过程研究了内模控制器的设计方法。该方法副回路采用传统内模控制,能及时快速消除内环干扰对系统整体控制性能的影响;主回路采用一种二自由度内模控制结构,将设定值跟随特性与干扰抑制特性解耦,控制器的参数整定不需要在两种特性之间折中选择,克服了传统内模控制的不足。理论分析和仿真结果表明,该方法不仅能有效减少控制器的个数,而且可使系统同时获得良好的设定值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 二自由度控制 串级控制 内模控制 不稳定时滞过程
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模糊自适应预测函数控制在磁浮球系统中的应用 预览
17
作者 邵雪卷 孟凡斌 +1 位作者 陈志梅 《南京理工大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第3期278-284,293共8页
针对磁浮球系统的线性化数学模型,提出了1种模糊自适应预测函数控制(PFC)策略.在传统PFC的基础上设计了1个离散模糊控制器,在线调节该PFC的参考轨迹时间常数,以实现参考轨迹的自我调节.保持了传统PFC在线计算量小的优点,可以使系统达... 针对磁浮球系统的线性化数学模型,提出了1种模糊自适应预测函数控制(PFC)策略.在传统PFC的基础上设计了1个离散模糊控制器,在线调节该PFC的参考轨迹时间常数,以实现参考轨迹的自我调节.保持了传统PFC在线计算量小的优点,可以使系统达到更好的控制效果.仿真和基于dSPACE的实验结果均表明,该文的模糊自适应PFC策略能够实现小球的稳定悬浮,具有较好的快速性和较强的抗干扰能力,调节时间为2.07s,时间乘绝对误差积分(ITAE)达到10.75. 展开更多
关键词 模糊控制 自适应控制 预测函数控制 磁浮球系统 离散模糊控制器
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跷跷板系统的模糊控制策略研究 预览 被引量:1
18
作者 《太原科技大学学报》 2016年第6期447-453,共7页
针对跷跷板系统具有的高阶次、非线性、多变量等特性,提出了基于融合函数的模糊控制算法。根据最优控制理论计算出能使系统稳定的反馈增益矩阵,再构建融合函数,以此减少模糊控制器的输入维数,解决了模糊控制算法应用手多变量系统中... 针对跷跷板系统具有的高阶次、非线性、多变量等特性,提出了基于融合函数的模糊控制算法。根据最优控制理论计算出能使系统稳定的反馈增益矩阵,再构建融合函数,以此减少模糊控制器的输入维数,解决了模糊控制算法应用手多变量系统中易出现的“规则爆炸”问题。仿真和实验结果均表明.所设计的控制器可有效实现对跷跷板的平衡控制。 展开更多
关键词 跷跷板 模糊控制 融合函数
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多变量时滞过程二自由度Smith预估控制方法 预览
19
作者 雷帅 赵志诚 《自动化仪表》 CAS 2016年第4期36-41,共6页
针对工业系统中普遍存在的多变量时滞过程,提出了一种二自由度Smith预估控制的方法。通过在被控过程前串联反向解耦矩阵,实现标称系统的完全解耦。在此基础上,运用Dahlin控制算法和内模控制方法,对解耦后的过程分别设计了设定值跟随控... 针对工业系统中普遍存在的多变量时滞过程,提出了一种二自由度Smith预估控制的方法。通过在被控过程前串联反向解耦矩阵,实现标称系统的完全解耦。在此基础上,运用Dahlin控制算法和内模控制方法,对解耦后的过程分别设计了设定值跟随控制器和干扰抑制控制器,并基于最大灵敏度实现了干扰抑制控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明:该方法设计简单、整定方便,而且具有良好的跟踪特性、抗干扰特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 多变量时滞过程 二自由度 SMITH预估控制 反向解耦 控制器 内模控制 最大灵敏度 参数整定 化工
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基于dSPACE的磁悬浮系统实验平台设计 预览 被引量:1
20
作者 邵雪卷 孟凡斌 +1 位作者 陈志梅 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第12期67-71,共5页
针对磁悬浮系统的位置控制,设计了以dSPACE为核心的实时控制平台,并通过PID和内模控制算法的成功应用,表明了其合理性及有效性。介绍了实验平台的结构、平台的设计和应用。该系统为控制系统的教学和先进控制策略的研究提供了一个良好的... 针对磁悬浮系统的位置控制,设计了以dSPACE为核心的实时控制平台,并通过PID和内模控制算法的成功应用,表明了其合理性及有效性。介绍了实验平台的结构、平台的设计和应用。该系统为控制系统的教学和先进控制策略的研究提供了一个良好的实验平台。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 实验平台 DSPACE
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