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基于预测误差法的无人机安全控制器设计
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作者 姜燕 王道波 +1 位作者 柏婷婷 张莹 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期90-94,共5页
具备安全性的无人机控制器是保障无人机作战完整性的重要因素之一,该控制器能够在安全的界限范围内控制无人机的飞行性能。针对无人机的安全控制器的设计问题,首先,对无人机的闭环控制系统进行分析,并采用非参数预测误差估计的方法对闭... 具备安全性的无人机控制器是保障无人机作战完整性的重要因素之一,该控制器能够在安全的界限范围内控制无人机的飞行性能。针对无人机的安全控制器的设计问题,首先,对无人机的闭环控制系统进行分析,并采用非参数预测误差估计的方法对闭环控制系统中的执行机构模块进行辨识,以证明辨识得到的模型与实际模型无偏;其次,阐明了无人机安全性的含义,并在闭环控制系统的辨识模型的基础上,对无人机的安全控制器进行了设计;最后,以无人机飞行姿态角中的俯仰通道为例,对安全控制器性能进行了仿真验证。实验结果证明了无人机安全控制器的有效性,能够将无人机的飞行性能控制在安全范围内,为飞行安全提供保障。 展开更多
关键词 无人机 闭环控制系统 安全性 控制器 预测误差估计
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矿用机械发电机转子变频转速闭环自动控制
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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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一种基于H_(∞)闭环控制器的混合式配电变压器 被引量:4
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作者 高亚晨 梁得亮 +2 位作者 李大伟 周堃 柳轶彬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S02期688-695,共8页
为提升混合式配电变压器(HDT)应对电网中发生的电压暂升/暂降以及频率波动的能力,进一步提升电能质量,建立dq0坐标系下的HDT数学模型,推导基于H_(∞)闭环的前馈/反馈(FF/FB)控制器的数学模型和传递函数,利用多变量调节理论和卡尔曼滤波... 为提升混合式配电变压器(HDT)应对电网中发生的电压暂升/暂降以及频率波动的能力,进一步提升电能质量,建立dq0坐标系下的HDT数学模型,推导基于H_(∞)闭环的前馈/反馈(FF/FB)控制器的数学模型和传递函数,利用多变量调节理论和卡尔曼滤波器建立基于H_(∞)闭环控制理论的控制器模型,建立基于该控制器的三相HDT拓扑结构并进行原理分析,实现利用HDT解决电压暂升/暂降、谐波电流补偿、平衡负载电压、校正功率因数的功能。通过该HDT结构,可以更好地实现零稳态误差和更优的鲁棒性,进一步提高HDT提升负载侧电能质量的能力。最后通过在Matlab/Simulink平台进行仿真实验,验证了该控制器的有效性。 展开更多
关键词 混合式配电变压器 电压暂升/暂降 频率波动 h_(∞)闭环控制器 电能质量
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含时滞的不确定性交直流微电网直流母线电压H_∞控制 被引量:1
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作者 肖伸平 廖世英 +2 位作者 张晓虎 郑湘明 邓博文 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期184-189,217,共7页
针对含通信网络延时的不确定性交直流微电网的直流母线电压稳定问题,提出了一种将状态空间法和阻抗分析法相融合的方法,构建具有时滞的范数有界不确定交直流微电网模型。基于系统鲁棒二次稳定的求解,获得了满足H_∞控制性能的时滞无关... 针对含通信网络延时的不确定性交直流微电网的直流母线电压稳定问题,提出了一种将状态空间法和阻抗分析法相融合的方法,构建具有时滞的范数有界不确定交直流微电网模型。基于系统鲁棒二次稳定的求解,获得了满足H_∞控制性能的时滞无关型状态反馈控制器的条件。然后应用S-procedure定理,提出一种降低时滞依赖型Lyapunov方法的泛函构造难度且无须再次求导的方法,引用Wirtinger积分不等式和自由矩阵的积分不等式,得到时滞依赖型的H_∞控制器。仿真分析验证了所提控制方法能在一定的通信延时约束下抑制不确定参数对直流母线电压的影响。 展开更多
关键词 h_∞控制器 交直流微电网 直流母线电压 不确定系统 时滞系统
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基于H_∞和μ综合的闭环网络控制系统的设计 被引量:41
5
作者 于之训 陈辉堂 王月娟 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期307-311,共5页
针对闭环网络控制系统中普遍存在的传输延迟 ,将H∞ 和 μ综合方法引入控制器的设计 ,使得设计出的控制器对一定范围内的延迟都能保持稳定 .并且由于 μ综合方法的使用 ,使得闭环系统同时具有良好的动、静态性能和抗干扰能力 .
关键词 控制网络 时间延迟 Μ综合 闭环网络控制系统 网络控制器 鲁棒稳定性
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闭环光纤陀螺数字控制器的设计与仿真 被引量:13
6
作者 王妍 张春熹 刘镇平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B12期108-110,113,共4页
数字闭环光纤陀螺可以看作一个数字控制系统,根据陀螺工作原理推导出系统离散传递函数。为消除稳态误差及改善零偏稳定性,数字控制器中加入积分环节和滑动平均滤波器,并引入PID 控制算法改善系统动态特性。根轨迹分析表明,控制器增益过... 数字闭环光纤陀螺可以看作一个数字控制系统,根据陀螺工作原理推导出系统离散传递函数。为消除稳态误差及改善零偏稳定性,数字控制器中加入积分环节和滑动平均滤波器,并引入PID 控制算法改善系统动态特性。根轨迹分析表明,控制器增益过大将引起系统不稳定。仿真结果显示,加入综合所得数字控制器,可以满足陀螺实际应用需要。 展开更多
关键词 光纤陀螺 数字控制器 闭环控制 静态性能 动态性能
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双闭环直流调速系统动态补偿控制器的在线优化设计 被引量:9
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作者 杨旭 姜银光 +2 位作者 彭开香 高晶晶 童朝南 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期2409-2417,共9页
双闭环直流调速系统广泛应用于带钢热连轧等复杂工业过程,该文针对轧机传动系统由于咬钢过程导致的调速系统动态性能下降问题,建立主传动系统机电耦合模型,并利用基于残差生成器的容错控制框架,进行主传动系统的动态补偿控制器设计。选... 双闭环直流调速系统广泛应用于带钢热连轧等复杂工业过程,该文针对轧机传动系统由于咬钢过程导致的调速系统动态性能下降问题,建立主传动系统机电耦合模型,并利用基于残差生成器的容错控制框架,进行主传动系统的动态补偿控制器设计。选取控制器输出和调速系统输出作为目标控制函数的性能指标约束,采用基于梯度下降的数据驱动方法,实现动态补偿控制器参数矩阵的在线迭代优化,提高电机调速系统在负载扰动影响下的鲁棒性能和抗干扰性能。仿真与实验结果均表明:该算法能够减少电机转速下降幅度,改善传动系统调速性能,提高闭环控制系统稳定性,并能有效缩短带钢头部长度。 展开更多
关键词 闭环直流调速系统 动态速降 数据迭代 控制器设计
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数字闭环加速度计控制器设计与仿真 被引量:7
8
作者 顾欣怡 张晞 魏渊 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期170-173,共4页
分析了用于石英挠性加速度计的数字闭环检测系统的控制算法,为满足数字闭环加速度检测电路的需要,设计了数字控制系统。与传统的模拟闭环检测系统相比较,采用全数字处理能够提高系统的检测精度。首先,提出了系统的数字闭环模型,然后对... 分析了用于石英挠性加速度计的数字闭环检测系统的控制算法,为满足数字闭环加速度检测电路的需要,设计了数字控制系统。与传统的模拟闭环检测系统相比较,采用全数字处理能够提高系统的检测精度。首先,提出了系统的数字闭环模型,然后对其中所用的纯积分控制器和改进的控制器进行了详细的分析,最后通过实验验证,得出控制算法可行有效且能够极大提高系统带宽的结论。 展开更多
关键词 加速度计 数字闭环 控制器 带宽
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基于H_(∞)非线性控制器的电动汽车无线充电系统的副边控制设计与参数优化 被引量:13
9
作者 赵靖英 张振远 张珂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期566-577,共12页
针对电动汽车动力电池组的变电压间歇充电的快速充电模式,提出一种基于H_(∞)非线性控制器的SP型磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统副边控制方法。该方法首先基于SP型MCR-WPT系统的数学模型分析其拓扑输出电压特性,确定副边控制策... 针对电动汽车动力电池组的变电压间歇充电的快速充电模式,提出一种基于H_(∞)非线性控制器的SP型磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统副边控制方法。该方法首先基于SP型MCR-WPT系统的数学模型分析其拓扑输出电压特性,确定副边控制策略,并针对副边DCDC变换器设计H_(∞)非线性控制器;然后利用多目标多约束算法(NSGA-Ⅱ)对实现变电压间歇充电的控制器参数进行自动寻优,有效提高了闭环系统的上升时间、稳态误差及对参数扰动的鲁棒性;之后,对Buck变换器进行抗干扰仿真和系统变电压间歇充电特性仿真,仿真结果证明系统能够实现变电压间歇充电,并具有强鲁棒性和良好的动态响应;最后,设计系统的输出特性实验,实验结果证明该文提出的H_(∞)非线性控制器及其参数优化的有效性。 展开更多
关键词 变电压间歇充电 无线电能传输 h_(∞)非线性控制器 参数优化
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具有预期闭环极点区域的稳定控制器的H^∞优化设计方法 被引量:2
10
作者 范玉顺 吴麒 王恩平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第1期10-16,共7页
本文从工程应用角度出发,提出了一种将闭环极点设置于预期稳定区域的稳定控制器的H~∞优化设计方法,即实参数优化求解控制器的方法.这种方法综合考虑了闭环动态性能、抗干扰、鲁棒性以及控制器本身的稳定性.实例表明,与现有的H~∞设计... 本文从工程应用角度出发,提出了一种将闭环极点设置于预期稳定区域的稳定控制器的H~∞优化设计方法,即实参数优化求解控制器的方法.这种方法综合考虑了闭环动态性能、抗干扰、鲁棒性以及控制器本身的稳定性.实例表明,与现有的H~∞设计方法相比,用本文方法设计的控制系统在不显著增大抗干扰和鲁棒性指标情况下,具有闭环动态性能良好及控制器稳定等优点,因此具有工程应用价值. 展开更多
关键词 优化设计 控制器 闭环极点
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航空发动机闭环增益成形PID控制器设计研究 被引量:3
11
作者 刘毅男 李述清 +1 位作者 张胜修 周帅伟 《电光与控制》 北大核心 2011年第11期74-76,共3页
PID参数整定是PID控制器设计的关键。针对航空发动机PID控制器参数整定问题,研究了一种基于闭环增益成形PID设计方法在其中的应用。首先,根据期望控制系统的截止频率设计具有一阶惯性环节形式的期望闭环传递函数形状。然后,将某发动机... PID参数整定是PID控制器设计的关键。针对航空发动机PID控制器参数整定问题,研究了一种基于闭环增益成形PID设计方法在其中的应用。首先,根据期望控制系统的截止频率设计具有一阶惯性环节形式的期望闭环传递函数形状。然后,将某发动机对象传递函数近似表示为二阶深严格真形式;继而,可根据闭环增益成形设计方法,即假设期望闭环传递函数与实际闭环传递函数相等,可整定PID控制器参数。仿真分析检验了控制器良好的鲁棒性和动态品质,检验了该方法的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 PID控制器 闭环增益成形 鲁棒控制
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基于RTDS的有源电力滤波器实物控制器闭环仿真技术 被引量:3
12
作者 范瑞祥 邓才波 +2 位作者 徐在德 肖红霞 孙佳 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期104-107,共4页
为高效实现电力电子装置技术验证及测试,提出一种基于实时数字仿真仪(RTDS)的有源电力滤波器(APF)控制器闭环仿真测试方法,三相电网、负荷及APF逆变桥、直流侧电容和断路器等一次回路由RTDS中的软件进行模拟,APF控制和保护则采用实际装... 为高效实现电力电子装置技术验证及测试,提出一种基于实时数字仿真仪(RTDS)的有源电力滤波器(APF)控制器闭环仿真测试方法,三相电网、负荷及APF逆变桥、直流侧电容和断路器等一次回路由RTDS中的软件进行模拟,APF控制和保护则采用实际装置中的控制板。通过5类信号调理模块解决APF控制器与RTDS软件模型之间的信号匹配问题,形成RTDS的实物控制器仿真实验标准接口。整体仿真模型在RTDS小步长环境中构建,提出绝缘栅双极型晶体管(IGBT)触发脉冲、保护控制信号逻辑、RTDS中短路故障模型、操作观察界面等核心模块建模方法,形成了完整的测试步骤和测试项目。通过将APF控制器的RTDS测试数据与实际装置的测试数据进行对比分析,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 实时数字仿真仪 有源电力滤波器 控制器 闭环仿真 电能质量
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一种检测闭环控制器及其全温稳定性验证 被引量:2
13
作者 王华 曹慧亮 石云波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1827-1831,共5页
提出一种基于比例—积分和相位超前校正的闭环控制器设计,并验证电路在全温状态下的稳定性。分析闭环控制器的工作原理和电路的设计方案,并对闭环控制器的电路进行了仿真,得到了比较理想的结果。证明了在驱动回路和检测回路较小频率差... 提出一种基于比例—积分和相位超前校正的闭环控制器设计,并验证电路在全温状态下的稳定性。分析闭环控制器的工作原理和电路的设计方案,并对闭环控制器的电路进行了仿真,得到了比较理想的结果。证明了在驱动回路和检测回路较小频率差的前提下,可通过控制系统的优化达到拓展带宽的目的。在不同温度状态下检测电路的性能,实验结果显示温度不会影响控制器的稳定性,但会影响控制器的带宽。 展开更多
关键词 闭环控制器 相位超前校正 全温特性
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观测器型H_∞控制器设计的LMI方法 被引量:3
14
作者 席斌 吴铁军 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期509-512,共4页
观测器型控制器由于其结构简单和物理意义明确而受到广泛重视.在假定控制器为一般的动态补偿器情况下,利用LMI技术解H∞控制器使得未知参数较多且求取过程复杂.现利用LMI技术研究观测器型H∞控制器,则控制器参数可通过三个... 观测器型控制器由于其结构简单和物理意义明确而受到广泛重视.在假定控制器为一般的动态补偿器情况下,利用LMI技术解H∞控制器使得未知参数较多且求取过程复杂.现利用LMI技术研究观测器型H∞控制器,则控制器参数可通过三个LMI即可获得,这个LMI组的适定性问题用现有的工具软件即可确定. 展开更多
关键词 观测器 h控制器 LMI 闭环系统
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可编程序控制器和交流变频器在开环、闭环调速系统中的应用 被引量:24
15
作者 王志奎 朱清慧 《现代电子技术》 2002年第7期27-29,共3页
用上位机、可编程序控制器与变频器构成开环、闭环调速系统 。
关键词 可编程序控制器 交流变频器 现场总线 开环控制 闭环控制 上位机 机电一体化
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电力系统神经网络逆控制中的闭环控制器设计 被引量:2
16
作者 陆翔 戴先中 张凯锋 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期117-121,共5页
由于实际电力系统输入限幅、工作区域受限等因素的影响 ,采用神经网络逆系统方法对被控电力系统进行反馈线性化解耦后的复合系统并非理想的解耦线性系统 .在对此复合系统设计闭环控制器时需要确定合理的期望响应特性 .本文通过对被控电... 由于实际电力系统输入限幅、工作区域受限等因素的影响 ,采用神经网络逆系统方法对被控电力系统进行反馈线性化解耦后的复合系统并非理想的解耦线性系统 .在对此复合系统设计闭环控制器时需要确定合理的期望响应特性 .本文通过对被控电力系统的输入输出特性分析 ,得到线性化解耦后各子系统的主导物理特性 ,从而为确定合理的闭环期望响应特性提供依据 .结合神经网络逆系统方法在励磁与汽门系统线性化解耦控制中的应用 。 展开更多
关键词 神经网络逆 闭环控制器 励磁控制 汽门控制 电力系统
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连续搅拌反应釜过程的闭环增益成形PID控制器设计 被引量:2
17
作者 李述清 张胜修 +1 位作者 张煜东 胡波 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第2期483-484,共2页
针对连续搅拌反应釜(CSTR)系统控制问题,设计了一种基于闭环增益成形算法的PID控制器,以提高PID控制器设计的简洁性和鲁棒性。首先假设期望闭环回路传递函数有一阶形式,同时将受控对象的一阶传递函数和PID控制器构成实际闭环回路传递函... 针对连续搅拌反应釜(CSTR)系统控制问题,设计了一种基于闭环增益成形算法的PID控制器,以提高PID控制器设计的简洁性和鲁棒性。首先假设期望闭环回路传递函数有一阶形式,同时将受控对象的一阶传递函数和PID控制器构成实际闭环回路传递函数。然后,比较期望闭环回路传递函数和实际闭环回路传递函数,即可确定PID参数。最后,以某CSTR系统为例,利用该方法设计了PID控制器,并通过仿真结果比较,检验了该方法所得PID控制器的良好鲁棒稳定性和动态品质。 展开更多
关键词 PID控制器 闭环增益成形 鲁棒控制 一阶对象 连续搅拌反应釜
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闭环极点在指定区域内的l^1优化控制器 被引量:2
18
作者 方华京 涂健 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期142-147,共6页
本文提出了一种闭环极点在指定区域内的l^1优化反馈控制器的设计方法。证明了对闭环极点的位置加以限制后,指标函数的下确界和无限制时的指标函数下确界相同。这就保证了在满足瞬态特性要求后,不会明显降低系统的抗扰性或鲁棒性。给出... 本文提出了一种闭环极点在指定区域内的l^1优化反馈控制器的设计方法。证明了对闭环极点的位置加以限制后,指标函数的下确界和无限制时的指标函数下确界相同。这就保证了在满足瞬态特性要求后,不会明显降低系统的抗扰性或鲁棒性。给出了任意逼近指标函数下确界的计算步骤和计算实例。 展开更多
关键词 闭环极点 最优控制器 离散系统
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线性离散系统具有闭环极点约束的输出反馈H_∞控制 被引量:3
19
作者 俞立 杨海清 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期773-775,共3页
对一类线性离散系统 ,研究了具有闭环圆盘极点约束的输出反馈H∞ 控制问题 .基于线性矩阵不等式处理方法 ,导出了输出反馈控制器的存在条件和设计方法 .和现有方法相比 ,本文的方法具有更小的保守性 .
关键词 线性离散系统 闭环极点约束 输出反馈h控制 反馈控制器
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基于参数化镇定控制器和误差信号H_(2)范数的LCL型并网逆变器电流控制方法 被引量:15
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作者 盘宏斌 阮浩浩 张佳乐 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第4期1-12,共12页
在LCL型并网逆变系统中,通常为了满足系统性能会对闭环结构进行调整,而这种调整与保证系统内部稳定性之间存在较大矛盾。为解决此问题,提出一种基于参数化镇定控制器和误差信号H_(2)范数的并网电流控制方法。该方法利用参数化镇定控制... 在LCL型并网逆变系统中,通常为了满足系统性能会对闭环结构进行调整,而这种调整与保证系统内部稳定性之间存在较大矛盾。为解决此问题,提出一种基于参数化镇定控制器和误差信号H_(2)范数的并网电流控制方法。该方法利用参数化镇定控制器保证系统的内部稳定,进而通过设计误差信号的H_(2)范数和开环增益来确定镇定控制器的自由参数和开环增益系数,使系统具有快速的动态响应和高鲁棒性,实现了零稳态误差。该方法不仅可以较大程度地抑制电网电压对入网电流的干扰,而且在不同工况参考电流突变时,并网逆变系统可在半个周期内快速且准确地稳定输出三相平衡的正弦并网电流。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 并网逆变器 参数化镇定控制器 内部稳定性 h_(2)范数 增益系数
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