一种线性卡尔曼滤波的并网逆变器的自适应准PR控制器 被引量：6

1

作者 娄一川 梁理程 +3 位作者 杨浩 滕馥遥 宋国杰 陈延明 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期37-44,共8页

弱电网条件下存在电网频率偏移,使用固定参数的准PR控制器会导致控制性能下降,追踪电网频率并增强锁频环FLL(frequency locked loop)的抗干扰能力尤为重要。为此,提出一种基于线性卡尔曼滤波的并网逆变器自适应准PR控制策略。首先,针对... 弱电网条件下存在电网频率偏移,使用固定参数的准PR控制器会导致控制性能下降,追踪电网频率并增强锁频环FLL(frequency locked loop)的抗干扰能力尤为重要。为此,提出一种基于线性卡尔曼滤波的并网逆变器自适应准PR控制策略。首先,针对传统锁频环抗干扰能力不足的问题,设计了一种基于线性卡尔曼滤波的锁频环LKF-FLL(linear Kalman filter-frequency locked loop),提高锁频环的抗干扰性。利用设计的LKF-FLL跟踪电网基频,根据时变的电网基频,实时改变准PR控制器的谐振频率以实现自适应跟踪电网基频,从而保证准PR控制器的控制性能,改善并网电流的电能质量。最后,通过仿真实验及实验样机的研制,验证LKF-FLL策略的可行性和优越性。 展开更多

关键词 弱电网 基于线性卡尔曼滤波的锁频环 频率自适应 锁频环 抗干扰性 准PR控制器

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基于SSA-PID和卡尔曼滤波控制的发射筒充氮系统设计 被引量：1

2

作者 李光保 高栋 +2 位作者 路勇 平昊 周愿愿 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期153-163,共11页

针对目前发射筒充氮、置换工艺中操作不便、氮气压力难以精确控制等问题,以及为满足偏远恶劣环境下对发射筒进行充氮置换作业的要求,设计一种基于麻雀搜索算法(SSA)-PID与卡尔曼滤波控制的自动化充氮系统。该系统以PLC为核心,采用卡尔... 针对目前发射筒充氮、置换工艺中操作不便、氮气压力难以精确控制等问题,以及为满足偏远恶劣环境下对发射筒进行充氮置换作业的要求,设计一种基于麻雀搜索算法(SSA)-PID与卡尔曼滤波控制的自动化充氮系统。该系统以PLC为核心,采用卡尔曼滤波方式完成对温度、湿度及压力参数的滤波。利用SSA完成对改进PID算法的参数优化,结合优化后改进PID控制算法完成对充氮流程和置换流程的工艺控制。应用上位机,通过MODBUS RTU总线通讯完成系统内各元器件的监测和控制,实现充氮系统的自动化精确操作。通过MATLAB软件仿真及应用结果表明,基于SSA-PID与卡尔曼滤波的发射筒充氮系统提高了发射筒维护的工作效率和质量,实现了手动和自动的工作模式、故障报警和数据记录功能,满足了恶劣环境下对发射筒进行充氮置换作业的要求。 展开更多

关键词 发射筒充氮系统 麻雀搜索算法 可编程逻辑控制器 卡尔曼滤波 改进PID算法

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基于卡尔曼滤波的四旋翼飞行器姿态估计和控制算法研究(英文) 被引量：41

3

作者 汪绍华 杨莹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1109-1115,共7页

四旋翼飞行器作为无人机的一种,由于其简单气动布局和复杂的动力学模型,在控制领域获得了越来越多的学术关注;本文首先分析了微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)传感器的误差,给出了基于自回归(autoregressive,AR)噪声模型的卡尔曼滤波... 四旋翼飞行器作为无人机的一种,由于其简单气动布局和复杂的动力学模型,在控制领域获得了越来越多的学术关注;本文首先分析了微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)传感器的误差,给出了基于自回归(autoregressive,AR)噪声模型的卡尔曼滤波算法设计;然后根据加速度计和陀螺仪长短周期测量的不同特性,进一步对姿态数据做互补融合,实验表明此算法可以实现良好的滤波效果;基于上面的姿态估计,本文又提出了一种双增益的PD控制算法对飞行器进行姿态控制;最后将姿态估计算法和控制算法应用到实验平台中,可以实现四旋翼在支架上的自主悬停等功能. 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 卡尔曼滤波 姿态估计 自回归(auto—regressive AR)模型 双增益PD控制器 悬停控制

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基于模糊卡尔曼滤波算法的动力电池SOC估计 被引量：10

4

作者 林程 张潇华 熊瑞 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1836-1839,1883,共5页

为了改善传统卡尔曼滤波算法估计SOC时量测噪声的影响,提出了将传统卡尔曼滤波算法与模糊控制相结合的动力电池SOC的自适应估计方法。通过实时监控量测噪声实际方差与理论方差之间的差值,实现对量测噪声协方差矩阵的实时在线调整,提高... 为了改善传统卡尔曼滤波算法估计SOC时量测噪声的影响,提出了将传统卡尔曼滤波算法与模糊控制相结合的动力电池SOC的自适应估计方法。通过实时监控量测噪声实际方差与理论方差之间的差值,实现对量测噪声协方差矩阵的实时在线调整,提高算法在实际应用中的鲁棒性。通过基于联邦城市行驶工况(FUDS)验证混合算法的有效性。结果表明,基于模糊卡尔曼滤波算法的SOC估计最大误差仅为0.21%,高于传统卡尔曼滤波估计精度最大误差0.53%。仿真结果表明,该方法可以有效解决传统卡尔曼滤波算法估计不准和累计误差的问题。 展开更多

关键词 动力电池 荷电状态 模糊控制器 自适应卡尔曼滤波 电动汽车

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基于卡尔曼滤波的汽车离合器综合性能检测平台设计 被引量：2

5

作者 张邦成 王占礼 +3 位作者 高智 邵春平 吴亚军 王重波 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期202-206,共5页

为了准确、全面获得离合器的工作性能与相关特性,设计开发了汽车离合器综合性能检测平台。通过调整电动机的转速、扭矩与惯量盘和道路阻力矩的大小可模拟不同车型离合器的实际使用工况,实现了单一设备对多种规格离合器的综合性能检测。... 为了准确、全面获得离合器的工作性能与相关特性,设计开发了汽车离合器综合性能检测平台。通过调整电动机的转速、扭矩与惯量盘和道路阻力矩的大小可模拟不同车型离合器的实际使用工况,实现了单一设备对多种规格离合器的综合性能检测。为了对汽车离合器综合性能检测平台的转速系统进行控制,设计了模糊PID控制算法,并采用卡尔曼滤波对转速信号进行滤波处理,从而消除了现场随机干扰,抑制了工频干扰。采用工控机作为上位机,PLC作为下位机,以VisualC++为软件开发平台设计了检测与控制系统。经验证,所设计的检测平台具有很高的检测精度和检测准确率,并且运行稳定、可靠。 展开更多

关键词 汽车 离合器 可编程控制器 卡尔曼滤波 工控机 综合性能

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模糊逻辑自适应卡尔曼滤波技术在GPS/INS组合导航系统中的仿真研究 被引量：14

6

作者 段宇 徐晓苏 《传感技术学报》 CAS CSCD 2003年第2期165-169,共5页

提出利用模糊逻辑自适应控制器 (FLAC)调整扩展卡尔曼滤波器 (KALMAN)的方法 ,该方法应用于GPS/INS信息融合。FLAC通过监视残差是否为零均值白噪音 ,然后根据模糊规则调整滤波器的指数加权 ,从而使滤波器不断执行最优估计。通过仿真与... 提出利用模糊逻辑自适应控制器 (FLAC)调整扩展卡尔曼滤波器 (KALMAN)的方法 ,该方法应用于GPS/INS信息融合。FLAC通过监视残差是否为零均值白噪音 ,然后根据模糊规则调整滤波器的指数加权 ,从而使滤波器不断执行最优估计。通过仿真与常规扩展卡尔曼滤波器相比较 ,其性能优于常规扩展卡尔曼滤波器。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 模糊逻辑自适应控制器 FLAC GPS/INS 信号融合 组合导航系统

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安时-卡尔曼交叉运行的电池荷电状态估算策略及其微控制器在环验证 被引量：2

7

作者 罗勇 阚英哲 +3 位作者 祝传美 赵小帅 祁朋伟 龙克俊 《高技术通讯》 北大核心 2017年第6期559-566,共8页

为了提高电池管理系统(BMS)的性能,研究了电池荷电状态(SOC)的估算方法,并根据SOC估算算法精度和系统实时性要求,提出了安时(AH)积分算法-卡尔曼(Kalman)算法(AH-Kalman)交叉运行的SOC估算策略。该策略用开路电压(OCV)法确定SOC初值,以... 为了提高电池管理系统(BMS)的性能,研究了电池荷电状态(SOC)的估算方法,并根据SOC估算算法精度和系统实时性要求,提出了安时(AH)积分算法-卡尔曼(Kalman)算法(AH-Kalman)交叉运行的SOC估算策略。该策略用开路电压(OCV)法确定SOC初值,以实时性较强的AH积分法为主,采用间歇运行的Kalman滤波法修正安时计量法积分误差。建立了系统仿真模型,验证了卡尔曼滤波算法对安时积分法积累误差的修正作用。将控制算法生成C代码下载到目标控制器,搭建微控制器在环测试验证(PILS)平台,进行了与传统卡尔曼滤波算法的复杂度对比分析。结果表明,所提出AHKalman交叉运行的SOC估算策略在保证了SOC估算精度的同时也具有较好的实时性,便于实际应用。 展开更多

关键词 电池荷电状态(SOC)估算算法 微控制器在环测试 c代码生成 卡尔曼滤波法

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非线性微分方程改进下阀控对称液压缸控制

8

作者 贾杰 任芳国 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期256-260,共5页

阀控对称液压缸运动过程中,受到液压系统的压力供应、流量大小、阀门响应速度等非线性因素的影响,液压缸位置很难有效固定。因此提出非线性微分方程改进下阀控对称液压缸控制方法。基于液压缸运动特性,通过非线性微分方程构建液压缸位... 阀控对称液压缸运动过程中,受到液压系统的压力供应、流量大小、阀门响应速度等非线性因素的影响,液压缸位置很难有效固定。因此提出非线性微分方程改进下阀控对称液压缸控制方法。基于液压缸运动特性,通过非线性微分方程构建液压缸位置与液压系统中阀门和泵的非线性关联函数,并以此作为非线性关联约束,结合卡尔曼滤波和PID控制器控制阀控对称液压缸的位置,在此基础上,使用遗传算法自动搜索PID控制器的最优参数组合,在完成非线性微分方程改进的同时,完成阀控对称液压系统的控制。实验结果表明:所提方法在容腔大小为160m~3时位移控制误差最小,为2.5mm,动态响应迅速,为0.09s且无震荡,且对噪声干扰具有快速恢复能力,仅需0.05s调整时间。表明该方法控制精度高、动态响应迅速、稳定性好,并具备快速恢复能力,对提升阀控对称液压缸的控制性能具有重要意义。 展开更多

关键词 阀控对称液压缸 非线性微分方程 位置控制 卡尔曼滤波-pid控制器 遗传算法

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红外搜索跟踪系统伺服机构模糊-PID控制器设计及仿真研究 被引量：4

9

作者 王晓东 杨南生 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第2期107-111,共5页

针对红外搜索跟踪系统中伺服机构常用的PID控制方法参数不易整定的缺点,将模糊控制和PID结合起来,构造一种模糊-PID控制器,使PID参数能进行在线调整,通过MATLAB下的仿真,从仿真结果中得出结论:模糊-PID比传统PID控制器具有更好的动态响... 针对红外搜索跟踪系统中伺服机构常用的PID控制方法参数不易整定的缺点,将模糊控制和PID结合起来,构造一种模糊-PID控制器,使PID参数能进行在线调整,通过MATLAB下的仿真,从仿真结果中得出结论:模糊-PID比传统PID控制器具有更好的动态响应品质。响应时间、超调量、稳态精度及动、静态性能都得到了很大提高。从而验证了其有效性及实用性。 展开更多

关键词 红外搜索跟踪系统 模糊-pid控制器 伺服机构

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自整定模糊-PID控制器在压缩机排气压力上的的设计与应用 被引量：5

10

作者 李娟娟 张志勇 《四川兵工学报》 CAS 2011年第2期87-89,共3页

针对目前压缩机排气压力调节控制阀的开启度不易掌握,而造成的排气压力控制系统鲁棒性弱的缺点,提出一种基于智能型自整定模糊-PID控制在压缩机排气压力控制系统中应用的方法。此方法以模糊控制原理为基础,将模糊推理和PID控制相结合,... 针对目前压缩机排气压力调节控制阀的开启度不易掌握,而造成的排气压力控制系统鲁棒性弱的缺点,提出一种基于智能型自整定模糊-PID控制在压缩机排气压力控制系统中应用的方法。此方法以模糊控制原理为基础,将模糊推理和PID控制相结合,设计了Fuzzy-PID控制器,应用M atlab/S imu link进行仿真。研究结果表明,这种基于压缩机排气压力的自整定模糊-PID控制器具有响应快、超调小、控制精度高等优点,比传统的PID控制器具有更好的动、静态性能,实现了压缩机排气压力在线自整定控制。 展开更多

关键词 压缩机 排气压力 自整定模糊-pid控制器

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矿用机械发电机转子变频转速闭环自动控制

11

作者 申利燕 郑丽君 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期250-255,共6页

由于矿井区域环境复杂,机械发电机转子的动力学行为通常是非线性且耦合干扰严重。为了解决该问题,以凸理论为基础的控制方法需要大量借助采集的实时信号特征,这就导致控制过程很容易受到采集信息环境的影响,无法闭环控制。导致系统不稳... 由于矿井区域环境复杂,机械发电机转子的动力学行为通常是非线性且耦合干扰严重。为了解决该问题,以凸理论为基础的控制方法需要大量借助采集的实时信号特征,这就导致控制过程很容易受到采集信息环境的影响,无法闭环控制。导致系统不稳定,使得转速控制效果不佳。为此,提出矿用机械发电机转子变频转速闭环自动控制。通过采集的信息,融合离散卡尔曼滤波方法通过预测和更新的循环过程,有效去除外接环境噪声和干扰,准确、稳定地估计矿用机械发电机转子转速;通过小脑神经网络对发电机转子的动力学行为进行学习和预测,进而提供不受干扰的前馈控制信号来补偿由动力学行为复杂性和干扰因素引起的转速偏差,PI控制器则基于转速估计值与给定转子转速的偏差值,通过调整控制参数,不在完全依靠外部采集信息,实现对发电机转子的闭环控制。实验结果表明:所提方法的发电机转子变频转速闭环控制精度更高、整体应用效果更好。 展开更多

关键词 矿用机械发电机 离散卡尔曼滤波 PI控制器 转子转速 闭环控制

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多传感器融合下空间柔性机械臂末端定位控制研究

12

作者 荆忠亮 赵丽 王超 《传感技术学报》 北大核心 2025年第5期871-876,共6页

对机械臂末端定位展开精准控制能够提高机械臂的工作效率,扩大机械臂的应用领域,为此提出了多传感器融合下空间柔性机械臂末端定位控制方法。建立空间柔性机械臂的动力学方程,利用无迹卡尔曼滤波器将动力学方程与传感器数据进行融合,通... 对机械臂末端定位展开精准控制能够提高机械臂的工作效率,扩大机械臂的应用领域,为此提出了多传感器融合下空间柔性机械臂末端定位控制方法。建立空间柔性机械臂的动力学方程,利用无迹卡尔曼滤波器将动力学方程与传感器数据进行融合,通过神经网络控制器划分为全局和局部系统来控制机械臂的转角,结合多传感器融合结果和控制参数,实现对机械臂末端的精确定位控制。仿真结果表明,在50 s的运行时间内,所提方法控制下机械臂的关节角、末端位姿与期望值基本一致,控制力矩维持在35 N·m左右,末端柔性振动幅度在0.01 m以内,具有较好的控制能力。 展开更多

关键词 空间柔性机械臂 末端定位控制 多传感器融合 无迹卡尔曼滤波 神经网络控制器

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半车主动悬架系统模糊PID控制器设计及仿真 被引量：7

13

作者 兰文奎 李仕生 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第2期148-151,共4页

基于车辆动力系统模型,设计了针对车辆平顺性的4自由度车辆主动悬架系统半车模型。针对提高车辆平顺性设计了模糊控制规则库,并将模糊控制逻辑结合到PID控制当中,设计了主动悬架系统的模糊PID控制器。通过MATLAB/Simulink仿真分析了基... 基于车辆动力系统模型,设计了针对车辆平顺性的4自由度车辆主动悬架系统半车模型。针对提高车辆平顺性设计了模糊控制规则库,并将模糊控制逻辑结合到PID控制当中,设计了主动悬架系统的模糊PID控制器。通过MATLAB/Simulink仿真分析了基于模糊PID控制器的主动悬架与被动悬架的性能。仿真结果表明:设计的模糊PID控制器,能显著降低车身加速度和俯仰角,提高主动悬架的平顺性。 展开更多

关键词 车辆工程 模糊-pid 主动悬架控制器 设计 仿真性

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高精度电液比例阀控缸位置伺服系统控制器的设计 被引量：17

14

作者 肖体兵 吴百海 《机床与液压》 北大核心 2005年第11期53-55,共3页

设计了一种由反馈控制器和前馈控制器组成的适用于电液比例阀控缸液压位置伺服系统的控制器,前馈控制器根据动力机构的传递函数来设计,反馈控制采用了一种新型的模糊-PID控制器。试验结果显示,采用该控制器的电液比例阀控缸系统获得了... 设计了一种由反馈控制器和前馈控制器组成的适用于电液比例阀控缸液压位置伺服系统的控制器,前馈控制器根据动力机构的传递函数来设计,反馈控制采用了一种新型的模糊-PID控制器。试验结果显示,采用该控制器的电液比例阀控缸系统获得了较高的位移跟随精度,从而证明了本文所设计的控制器是有效的。 展开更多

关键词 比例控制 前馈控制器 模糊-pid控制器

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模糊-PID控制在SVC中的应用 被引量：4

15

作者 曾光 柯敏倩 张静刚 《西安理工大学学报》 CAS 2005年第3期245-248,共4页

提出了一种采用模糊-PID双模控制的SVC无功补偿控制器的设计方法。模糊-PID控制器综合了模糊和PID两种控制方式的优点,使控制器既具有模糊对非线性系统控制的简单有效,又具有PID控制的精确性。实验结果表明,该控制器具有较高的控制精度... 提出了一种采用模糊-PID双模控制的SVC无功补偿控制器的设计方法。模糊-PID控制器综合了模糊和PID两种控制方式的优点,使控制器既具有模糊对非线性系统控制的简单有效,又具有PID控制的精确性。实验结果表明,该控制器具有较高的控制精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 模糊-pid双模控制 无功补偿控制器 非线性系统 鲁棒性

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智能自适应模糊-PID复合控制技术在数控机床中的应用研究 被引量：4

16

作者 陈淳辉 孙从科 胡金成 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第1期73-76,共4页

以典型的数控机床闭环进给控制系统为研究对象,设计了基于模糊规则切换的智能自适应模糊-PID复合控制器,同时利用Matlab仿真软件,对该控制器在实际工作过程中的各种工况进行仿真分析,实验结果证明,该控制器能够适应数控进给控制系统在... 以典型的数控机床闭环进给控制系统为研究对象,设计了基于模糊规则切换的智能自适应模糊-PID复合控制器,同时利用Matlab仿真软件,对该控制器在实际工作过程中的各种工况进行仿真分析,实验结果证明,该控制器能够适应数控进给控制系统在不同工作状态下的动态性能要求。 展开更多

关键词 数控机床 智能自适应模糊-pid复合控制器 模糊切换规则

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带有UKF滚动时域估计的动力定位控制器 被引量：6

17

作者 苏义鑫 赵俊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1381-1386,1393,共7页

针对随机扰动下船舶的动力定位控制问题,将基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计与非切换解析模型预测控制相结合提出一种非线性控制器设计方法。应用基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计结合差分法所得的离散模型设计非线性滤波器,获取系统... 针对随机扰动下船舶的动力定位控制问题,将基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计与非切换解析模型预测控制相结合提出一种非线性控制器设计方法。应用基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计结合差分法所得的离散模型设计非线性滤波器,获取系统状态估计值,并采用无迹卡尔曼滤波方法计算到达代价;参照船舶动力学模型,应用非切换解析模型预测控制方法,设计动力定位非线性控制器。将所提出的方法应用于某供应船动力定位控制器的设计。通过仿真验证了所设计的动力定位控制器的有效性。 展开更多

关键词 动力定位 无迹卡尔曼滤波 滚动时域估计 到达代价 非线性控制器

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基于微型编码器的电机LQG控制器设计方法 被引量：2

18

作者 李琳 厉明 艾华 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期834-839,共6页

针对航空航天领域对电机伺服控制系统高精度和小体积的需求,提出并实现了一种基于微型编码器的电机伺服跟踪系统线性二次高斯控制器设计方法。分析了实际电机系统结构和编码器的典型误差并建立系统的噪声状态方程;设计了平稳卡尔曼滤波... 针对航空航天领域对电机伺服控制系统高精度和小体积的需求,提出并实现了一种基于微型编码器的电机伺服跟踪系统线性二次高斯控制器设计方法。分析了实际电机系统结构和编码器的典型误差并建立系统的噪声状态方程;设计了平稳卡尔曼滤波器,可以实现角位置、角速率和角加速度的最优估计;根据总体指标完成了线性二次高斯控制器设计并在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型并对其控制效果进行了预测;模拟实际工作环境搭建了实验测试系统对其跟踪性能进行了实测评估。仿真和实验结果表明:结合卡尔曼滤波的电机线性二次高斯控制器不但具有良好的跟踪性能,带宽可达24Hz,还能够有效地抑制噪声影响。 展开更多

关键词 线性二次高斯控制器 平稳卡尔曼滤波 微型编码器

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船舶动力定位系统最优控制器的仿真设计 被引量：3

19

作者 余培文 陈辉 刘芙蓉 《船海工程》 2009年第4期118-120,共3页

根据动力定位船舶运动模型进行仿真建模,给出一种基于Kalman滤波的LQG控制器的仿真设计,并进行系统仿真实验。结果表明滤波器和控制器性能良好,仿真设计切实可行。

关键词 动力定位 卡尔曼滤波 船舶运动 LQG控制器 仿真

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基于自适应神经网络的无人机PID控制器研究 被引量：6

20

作者 范怡敏 罗云飞 魏春英 《电子测量技术》 北大核心 2021年第9期163-167,共5页

为了提高PID控制器对系统的稳定性,并减少控制误差,提出一种自适应神经网络PID控制器。首先,在离散时间模型中开发PID控制器,以减少在连续时间中设计控制器所带来的问题。然后,定义一个自适应神经网络,调整控制增益,以实现导航任务过程... 为了提高PID控制器对系统的稳定性,并减少控制误差,提出一种自适应神经网络PID控制器。首先,在离散时间模型中开发PID控制器,以减少在连续时间中设计控制器所带来的问题。然后,定义一个自适应神经网络,调整控制增益,以实现导航任务过程中六旋翼无人机(UAV)的跟踪误差最小化。利用梯度下降方法对PID控制器的重要参数进行整定。此外,通过卡尔曼滤波对传感器测量值进行过滤,以提高在线自适应的性能。实验结果验证了所提控制器的优越性,绝对值误差积分(IAE)为2.576×10^(3),时间绝对值误差积分(ITAE)为5.152×10^(5)。两个误差指标均低于经典PID控制器一个数量级。 展开更多

关键词 PID控制器 神经网络 控制增益 卡尔曼滤波 梯度下降方法

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