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非线性微分方程改进下阀控对称液压缸控制
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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 遗传算法
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非线性电液位置伺服系统的迭代学习PID控制 被引量:2
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作者 曹树平 罗小辉 +1 位作者 张汉文 涂家祥 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第1期19-22,共4页
介绍了一类具有非线性和重复运动特点的电液位置伺服系统的迭代学习PID控制方法。采用PID控制算法,利用系统重复运动的特点和计算机的记忆存储功能,将系统的每次实际输出与理想输出之间的误差应用于下一次控制过程中,即对实际输入不断... 介绍了一类具有非线性和重复运动特点的电液位置伺服系统的迭代学习PID控制方法。采用PID控制算法,利用系统重复运动的特点和计算机的记忆存储功能,将系统的每次实际输出与理想输出之间的误差应用于下一次控制过程中,即对实际输入不断进行修正,直至实际输出与期望输出间的误差达到满意为止。仿真结果表明,迭代学习PID控制算法具有实现简单、鲁棒性强和重复精度高的特点,能够对电液位置伺服系统实现有效的控制。 展开更多
关键词 非线性 电液位置伺服系统 迭代学习 pid
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基于FNN的PID非线性系统位置控制
3
作者 白永强 刘国振 任雪梅 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2005年第2期5-8,共4页
针对数学模型不确定的某操瞄控制系统的控制问题,特别是滞环因素给系统的控制精度造成的不利影响,提出了一种基于 Takagi-Sugeno 模型的模糊神经网络(FNN)和比例积分微分(PID)控制的位置控制器和一种基于实数编码的遗传算法优化模型,运... 针对数学模型不确定的某操瞄控制系统的控制问题,特别是滞环因素给系统的控制精度造成的不利影响,提出了一种基于 Takagi-Sugeno 模型的模糊神经网络(FNN)和比例积分微分(PID)控制的位置控制器和一种基于实数编码的遗传算法优化模型,运用该优化模型优化了控制器参数。仿真结果表明,该控制器具有较好的鲁棒性,采用这种控制器,系统能够高精度、快速、平稳地调转到指定的位置。 展开更多
关键词 非线性系统 TAKAGI-SUGENO模型 pid FNN 比例积分微分 模糊神经网络 模型不确定 位置控制 控制器参数 控制问题 控制系统 不利影响 控制精度 优化模型 遗传算法 实数编码 模型优化 仿真结果 鲁棒性 高精度
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电液执行器非线性PID控制优化仿真研究
4
作者 张玉培 张宇飞 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第4期458-462,共5页
为了提高电液执行器运动轨迹的跟踪精度,提出了一种非线性比例-积分-微分(PID)控制优化方法,通过仿真检验优化后的控制系统输出结果,构建了电液系统数学模型。对传统PID控制参数进行改进,设计了一种非线性PID控制方法。引用粒子群算法... 为了提高电液执行器运动轨迹的跟踪精度,提出了一种非线性比例-积分-微分(PID)控制优化方法,通过仿真检验优化后的控制系统输出结果,构建了电液系统数学模型。对传统PID控制参数进行改进,设计了一种非线性PID控制方法。引用粒子群算法并进行改进,利用改进粒子群算法迭代搜索原理对非线性PID控制器参数进行在线调整,最终得到电液执行器最优控制参数值,使电液执行器具有更好的抗负载干扰能力。以电液执行器不同工况为例,利用Matlab软件对电液执行器运动轨迹进行仿真,比较空载和负载条件下输出结果。结果显示:在空载条件下,分别采用PID控制、非线性PID控制和优化非线性PID控制方法,电液执行器运动轨迹输出误差均较小,相差不大。在负载条件下,优化非线性PID控制方法明显优于PID控制和非线性PID控制方法,相比之下使用优化非线性PID控制方法,电液执行器运动轨迹输出误差较小。采用改进粒子群算法优化非线性PID控制方法,使电液执行器能够抑制负载工况的干扰,具有较高的跟踪精度。 展开更多
关键词 电液执行器 非线性pid控制 改进粒子群算法 优化 仿真
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基于粒子群优化算法的自调节非线性PID气缸位置控制研究 被引量:8
5
作者 杨定成 吴金文 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2019年第8期14-19,共6页
气动执行机构具有加速度快、成本低、功率重量比高和在恒定负载下不会过热等优点,但同时其非线性特征突出,造成难以实现高精度位置控制。对此,在非线性PID(Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,N-PID)控制的基础上,提出了一种自... 气动执行机构具有加速度快、成本低、功率重量比高和在恒定负载下不会过热等优点,但同时其非线性特征突出,造成难以实现高精度位置控制。对此,在非线性PID(Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,N-PID)控制的基础上,提出了一种自调节非线性PID(Self-regulation Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,SN-PID)的控制策略,通过粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法确定速度变化参数δ和β,不断地更新速动率α,利用Popov稳定判据确定非线性增益k(e)的最大值,从而调整非线性方程的输出,提高气动系统的阶跃响应。实验结果表明:SN-PID能够对负载的变化做出及时的响应,瞬态响应速度较N-PID提高2. 2倍,系统稳态误差可达0. 01 mm,SN-PID控制器下的气缸,可以快速准确地到达指定位置,而且没有明显冲击。 展开更多
关键词 气缸 非线性pid 自调节非线性pid 位置控制
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基于非线性PID的数控直线工作台位置控制 被引量:1
6
作者 耿玉豪 肖文生 +2 位作者 崔俊国 张信杰 李尧 《机床与液压》 北大核心 2017年第16期152-155,共4页
数控直线工作台双闭环位置控制多采用PID算法,但是传统PID已不能满足高品质的控制要求。通过对现有控制器结构及性能进行分析,提出一种以偏差和偏差变化率为自变量的二元非线性PID的设计方法,用于速度环控制。通过Simulink仿真,对数控... 数控直线工作台双闭环位置控制多采用PID算法,但是传统PID已不能满足高品质的控制要求。通过对现有控制器结构及性能进行分析,提出一种以偏差和偏差变化率为自变量的二元非线性PID的设计方法,用于速度环控制。通过Simulink仿真,对数控工作台外环的位置阶跃响应以及内环的转速跟踪性能进行对比分析。实验结果表明:提出的二元非线性PID控制器动态跟踪性能好,抗干扰能力强,从而使数控工作台的位置响应快速、稳定,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 数控工作台 位置控制 二元非线性pid控制
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电液伺服系统的非线性积分滑模变结构控制 被引量:1
7
作者 孙春耕 刘靖 李骥鹏 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2024年第12期240-246,共7页
针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差... 针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差饱和的非线性函数引入积分滑模面中,形成非线性积分滑模面,并通过Lyapunov稳定性理论证明了在该控制方法下系统的稳定性;在Matlab/Simulink环境中搭建电液伺服系统模型和非线性积分滑模控制器模型,并与滑模控制器以及常规积分滑模控制器仿真结果比较。结果表明:该控制器不仅消除了系统的超调量,还将调节时间缩短了43.33%;与滑模控制器相比,该控制器的位移跟踪精度提高了40.16%。因此,应用非线性积分滑模控制器的电液伺服系统不仅能够提高跟踪精度,还能改善系统的暂态性能。 展开更多
关键词 电液伺服系统 非线性积分滑模控制 位置跟踪 暂态性能
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变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID控制 被引量:74
8
作者 赵永祥 夏长亮 +2 位作者 宋战锋 王慧敏 陈炜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期133-138,共6页
针对变速风机非线性强、转动惯量大、转轴机械阻尼随转速变化的特点,提出了变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID(nonlinear-PID,NLPID)控制策略,仿真研究表明,非线性PID控制响应快,超调小,受系统参数变化的影响较小,控制精度高,具有... 针对变速风机非线性强、转动惯量大、转轴机械阻尼随转速变化的特点,提出了变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID(nonlinear-PID,NLPID)控制策略,仿真研究表明,非线性PID控制响应快,超调小,受系统参数变化的影响较小,控制精度高,具有一定的适应性和鲁棒性。此外,该文设计了基于模糊规则切换的模糊PID-PID双模变桨距控制器,在此基础上对变速恒频风力发电系统在全风速范围内的运行进行了数字仿真研究。在高于额定风速时,通过变桨距控制器调节桨距角,系统能较好地将功率限制在额定值附近;在低于额定风速时,通过模糊推理,系统能够在免测风速的情况下给出转速参考信号,实现最大风能捕获或恒转速运行。 展开更多
关键词 风力发电 最大风能捕获 变桨距 非线性pid控制 模糊pidpid双模控制
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非线性PID算法及其在电加热炉集散控制系统中的应用 被引量:15
9
作者 王顺晃 李晓天 +3 位作者 郑秋宝 郑保元 邓芮岚 轷一顺 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第6期675-681,共7页
本文介绍非线性PID算法及其在电加热炉集散控制系统中的应用,实时控制结果表明,该算法具有控制精度高、调节时间短和抗干扰能力强的优点.
关键词 非线性 pid 电加热炉 集散控制
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电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究 被引量:30
10
作者 邓卫华 张波 +2 位作者 丘东元 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期45-50,共6页
基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控... 基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制,提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明,Boost变换器非线性PI解耦控制,比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性,状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC/DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制,其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。 展开更多
关键词 电流连续型Boost变换器 状态反馈 线性 非线性pid控制 微分几何理论
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阀控电液位置伺服系统非线性鲁棒控制方法 被引量:16
11
作者 汪成文 尚耀星 +1 位作者 焦宗夏 韩松杉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1736-1740,共5页
为了解决电液伺服跟踪控制中存在流量非线性以及参数不确定问题,以阀控液压马达为对象设计了一种非线性鲁棒控制器.该算法基于Back-Stepping的设计思想,将阀控电液系统的位置跟踪问题转化为系统负载流量规划问题,仅需一步反步递推,即可... 为了解决电液伺服跟踪控制中存在流量非线性以及参数不确定问题,以阀控液压马达为对象设计了一种非线性鲁棒控制器.该算法基于Back-Stepping的设计思想,将阀控电液系统的位置跟踪问题转化为系统负载流量规划问题,仅需一步反步递推,即可完成控制器设计,具有较强的工程实用性.该算法综合考虑了制约电液位置系统跟踪精度的流量非线性以及系统参数不确定性问题.理论证明了该算法的稳定性.通过和传统PID(Proportional-Integral-Derivative)控制器的对比试验表明,基于该控制器,系统跟踪性能得到了显著提升. 展开更多
关键词 非线性控制 电液位置伺服系统 参数不确定性 流量非线性 鲁棒控制
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非线性PID控制器在超导磁储能装置中的应用研究 被引量:24
12
作者 彭晓涛 程时杰 +1 位作者 王少荣 唐跃进 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期37-42,共6页
非线性比例–积分–微分(Nonlinear Proportion-Integral-Differential,NLPID)控制是一种利用非线性跟踪–微分器和非线性组合方法对线性 PID控制进行改进的新型控制策略,它具有不依赖于被控系统模型的特点。作者设计了用于电力系统超... 非线性比例–积分–微分(Nonlinear Proportion-Integral-Differential,NLPID)控制是一种利用非线性跟踪–微分器和非线性组合方法对线性 PID控制进行改进的新型控制策略,它具有不依赖于被控系统模型的特点。作者设计了用于电力系统超导磁储能(Superconducting Magnetic EnergyStorage,SMES)装置的 NLPID 控制器,该控制器通过对由跟踪-微分器提取的转子角速度和机端电压的偏差及其微分和积分信号分别进行适当非线性组合,产生用于协调控制SMES 和系统之间的有功和无功功率交换的控制信号。仿真结果表明该 NLPID控制器具有较好的适应性和鲁棒性,且改善了系统的阻尼特性,提高了系统电压的稳定性。 展开更多
关键词 电力系统 鲁棒控制 电压稳定性 非线性pid控制 超导磁储能装置
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一种新型非线性PID控制器及其参数设计 被引量:23
13
作者 尚宏 陈志敏 任永平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期439-442,共4页
方法简单、参数效率高是非线性PID控制器所期望的特征.本文提出一种新的非线性PID控制器设计方法,并就其非线性函数的函数特点以及控制器参数选择问题进行了分析.首先,利用电容极间场强的作用原理提出了一种非线性函数构造方法,并用来... 方法简单、参数效率高是非线性PID控制器所期望的特征.本文提出一种新的非线性PID控制器设计方法,并就其非线性函数的函数特点以及控制器参数选择问题进行了分析.首先,利用电容极间场强的作用原理提出了一种非线性函数构造方法,并用来对常规PID控制器进行修正,形成一种非线性PID控制器;其次,对非线性函数进行了分析,指出了不同参数对非线性函数的影响;最后,利用T-无源的有关结论对这种非线性PID控制器的稳定性进行分析,得到了这一非线性PID控制器的参数设计依据.仿真实例表明了文中所提控制方法及其参数设计依据的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 pid控制 稳定性 无源性
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直驱阀用音圈电机的模糊非线性PID控制 被引量:15
14
作者 王大彧 郭宏 +1 位作者 刘治 张立佳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期52-56,共5页
针对基于音圈电机的直驱阀系统中存在液动力负载扰动对系统的稳、动态性能有较大影响的问题,以及经典PID控制所存在的不足,在建立基于音圈电机的直驱阀系统数学模型的基础上,提出一种位置环/电流环的双闭环控制结构。位置环采用非线性PI... 针对基于音圈电机的直驱阀系统中存在液动力负载扰动对系统的稳、动态性能有较大影响的问题,以及经典PID控制所存在的不足,在建立基于音圈电机的直驱阀系统数学模型的基础上,提出一种位置环/电流环的双闭环控制结构。位置环采用非线性PID(Nonlinear PID,NLPID)控制,给出了位置环模糊NLPID控制器的具体设计方法,并通过与模糊控制相结合,实现控制参数的自整定。仿真及实验结果表明,在相同的扰动情况下,该控制策略具有比经典PID控制器及模糊PID控制器更好的抗干扰性和鲁棒性,稳、动态性能也更优。 展开更多
关键词 非线性pid 模糊控制 音圈电机 直接驱动阀 液动力
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一种数字电动舵机的非线性PID控制算法研究 被引量:11
15
作者 杨尧 王民钢 闫杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期323-326,共4页
文章介绍了一种非线性PID控制算法在数字电动舵机中的应用,利用跟踪微分器,获得输入输出的位置跟踪误差和它们的微分误差,并对它们进行非线性组合完成非线性PID控制器的设计,并在Matlab上进行了仿真同时进行了实际舵机控制的验证实验。... 文章介绍了一种非线性PID控制算法在数字电动舵机中的应用,利用跟踪微分器,获得输入输出的位置跟踪误差和它们的微分误差,并对它们进行非线性组合完成非线性PID控制器的设计,并在Matlab上进行了仿真同时进行了实际舵机控制的验证实验。仿真和实验结果表明通过该算法所设计的舵机控制器,控制动态性能好,稳态误差小,对系统内部非线性参数不确定性和外部负载变化有较强的控制鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性pid控制 跟踪微分器 非线性组合 数字电动舵机
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多变量非线性自整定PID控制器 被引量:14
16
作者 胡泽新 周金荣 黄道 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期268-272,共5页
本文提出一种基于神经网络的多变量非线性自整定PID控制器.通过神经网络权值的学习在线自动整定控制器参数,将其用于某水浴系统的温度多变量控制,仿真结果令人满意.该控制器的设计无需对象模型,具有响应速度快,抗干扰能力强和... 本文提出一种基于神经网络的多变量非线性自整定PID控制器.通过神经网络权值的学习在线自动整定控制器参数,将其用于某水浴系统的温度多变量控制,仿真结果令人满意.该控制器的设计无需对象模型,具有响应速度快,抗干扰能力强和鲁棒性好等优点.控制器不仅算法简单,实现容易,而且适用范围广. 展开更多
关键词 pid控制 自整定控制 非线性 神经网络
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带负载转矩估算的非线性观测器内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制策略 被引量:33
17
作者 毛永乐 杨家强 +1 位作者 赵寿华 陈阳生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期2252-2259,共8页
针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统中转子位置和转速估算精度不高的问题,提出一种带有负载转矩估算的非线性观测器方法。基于合成反电动势建立了内嵌式永磁同步电机的数学模型,在静止坐标系下设计了非线性观测器,通过状态矫... 针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统中转子位置和转速估算精度不高的问题,提出一种带有负载转矩估算的非线性观测器方法。基于合成反电动势建立了内嵌式永磁同步电机的数学模型,在静止坐标系下设计了非线性观测器,通过状态矫正控制策略,使非线性观测器收敛到期望的平衡点。依据扰动理论建立了负载转矩估算方程,在线估算负载转矩,以消除由机械模型误差引起的转子位置和转速的估算误差。在无位置传感器控制实验平台上进行了实验验证,实验结果表明所提出的方法能够在稳态和动态条件下准确估算转子位置和转速。 展开更多
关键词 非线性观测器 负载转矩估算 位置传感器控制 内嵌式永磁同步电机 磁场定向控制
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基于非线性滤波环节的新型鲁棒PID控制策略的研究 被引量:8
18
作者 李军 万文军 张曦 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期117-122,共6页
将非线性滤波环节与传统的PID控制策略相结合,提出了一种基于非线性滤波环节的新型鲁棒PID控制策略,从频率特性角度分析了利用该控制策略提高过程控制系统鲁棒性的机理,进行了阶跃扰动和方波扰动下过程控制系统响应特性的仿真试验,采用... 将非线性滤波环节与传统的PID控制策略相结合,提出了一种基于非线性滤波环节的新型鲁棒PID控制策略,从频率特性角度分析了利用该控制策略提高过程控制系统鲁棒性的机理,进行了阶跃扰动和方波扰动下过程控制系统响应特性的仿真试验,采用该控制策略对某电厂过热汽温调节系统进行了优化.结果表明:该新型PID控制策略能够在提高系统响应速度的同时增强系统的稳定性,进一步提升了传统PID控制策略的鲁棒性,可获得更为优良的控制品质. 展开更多
关键词 pid控制 非线性滤波 鲁棒性 频域分析
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水轮机调节系统的非线性模型、PID控制及其Hopf分叉 被引量:40
19
作者 凌代俭 沈祖诒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期97-102,共6页
通过理论分析提出了水机电系统的非线性模型,该模型具有物理意义清楚、便于理论分析和计算机计算处理的特点;在此基础上应用基于遗传算法的PID控制方法优化控制参数,仿真表明,对非线性模型获得的控制性能是令人满意的;以PID调节参数作... 通过理论分析提出了水机电系统的非线性模型,该模型具有物理意义清楚、便于理论分析和计算机计算处理的特点;在此基础上应用基于遗传算法的PID控制方法优化控制参数,仿真表明,对非线性模型获得的控制性能是令人满意的;以PID调节参数作为系统分叉参数,运用Hopf分叉存在性的直接代数判据对该非线性模型的Hopf分叉行为进行了分析和仿真,对于水电站中所观察到的持续振荡现象,文中结果可作为一种可能的理论解释。 展开更多
关键词 水轮机 调节系统 非线性模型 pid控制 HOPF分叉
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非线性机械系统PID控制渐近稳定性分析 被引量:15
20
作者 苏玉鑫 郑春红 Peter C.Müller 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期1544-1548,共5页
应用Lyapunov直接稳定性理论和LaSalle不变性原理,证明了不确定非线性机械系统常用线性PID控制的半全局渐近稳定性.同时证明了为提高系统的响应速度而发展的一种非线性PI加D(NPI—D)控制系统的全局渐近稳定性.两自由度机器人系统的数值... 应用Lyapunov直接稳定性理论和LaSalle不变性原理,证明了不确定非线性机械系统常用线性PID控制的半全局渐近稳定性.同时证明了为提高系统的响应速度而发展的一种非线性PI加D(NPI—D)控制系统的全局渐近稳定性.两自由度机器人系统的数值仿真结果验证了NPI—D控制的良好性能. 展开更多
关键词 pid控制 非线性pid控制 半全局渐近稳定 全局渐近稳定 非线性机械系统
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