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关键词： 摩托车   自动测试   排放劣化   耐久试验   伺服控制   模糊控制  

摘要： 摩托车在进行排放劣化耐久试验时（简称V型试验）,需要进行大量的长时间的复杂检测,而且对驾驶员的驾驶经验要求较高。而在实验室底盘测功机上进行测试,就可以采用对摩托车进行自动驾驶操作。国内在摩托车行业用于实验室的自动驾驶系统的开发还比较少,并且存在不稳定性。在测试过程中速度的控制会出现突然脱离规定范围的情况。如车速在曲线转折点时过度上冲或过度下冲等。基于这种问题,综合了工程成本控制等方面原因进行了一种摩托车自动测试仪的设计,使其在我国摩托车行业具有很高的影响力和竞争力。本文深入研究了摩托车驾驶时的运行规律,分析控制原理,根据运行规律进行了软硬件的设计,主要内容如下:首先,根据摩托车驾驶时的运行规律以及试验的需要,通过比较,自动测试仪采用工控机和PLC上下位机结构作为系统的控制核心,控制自动测试仪对摩托车进行操作。使用全电式的执行方式,用伺服电机作为主要执行机构,并根据自动测试仪需要完成的任务,确定了上述硬件的选型型号。其次,设计了自动测试仪的控制策略。自动测试仪主要工作部件为油门机械手,离合机械手,换挡机械腿。这三个部分作为控制对象,分别建立了控制模型,并对车速进行跟踪分析。以车速为目标,以车速的误差和车速误差的变化率作为输入变量,输出变量是控制油门的实际位置。选取“模糊控制”的控制策略对自动测试仪进行控制,满足试验时驾驶精度的高要求。最后,编写自动测试仪的软件系统的策略以及进行试验结果的分析。系统的控制软件采用VB语言编写,编程方法采用模块化,按照自动测试仪的功能需求,将测控软件分为功能不同的模块,逐个进行编写,实现人机对话功能。通过对摩托车运用自动测试仪在底盘测功机上进行V型试验,不同试验工况,得到的实际测试结果显示,车速跟踪误差在±1千米/小时,时间误差±1秒的车速误差偏差带范围内,并且没有出现在曲线转折点过度上冲或者下冲,满足标准对曲线跟踪精度的要求。在实际应用中,本控制系统较好的解决了系统既需要平稳控制,又需要快速响应的摩托车运行的实际问题。

关键词： 非线性切换系统   不稳定子系统   Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型   异步H∞控制   异步H∞滤波   统一性问题  

摘要： 非线性切换系统包含若干个非线性的子系统及管理这些子系统运行的切换机制,其在工程控制领域具有广泛的应用背景,例如汽车变速系统、航天器控制系统、机器伺服系统等。子系统全部稳定的切换系统是大多数已有研究的关注点,但是在实际应用中由于传感器噪声、设备故障等原因,子系统的稳定性可能受到影响,导致部分甚至全部子系统变得不稳定,因此不应忽视非线性切换系统含有不稳定子系统的情况。另一方面,稳定性分析、控制和滤波问题是非线性切换系统控制理论的重点研究问题,然而由于子系统的非线性,使得直接处理切换系统的这些问题变得棘手。从而本文引入了Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型来对非线性子系统进行描述,并进一步的研究了含不稳定子系统的非线性切换系统的稳定性分析、控制和滤波问题。本文的主要工作分为如下五个方面:(1)针对子系统全部不稳定的非线性切换系统的稳定性问题,引入了“稳定切换”和发散时间的概念,切换系统通过激活“稳定切换”足够长的时间来补偿“不稳定切换”的状态发散。基于此,本文获得了更具有一般性的带界最大平均驻留时间限制下的稳定性条件。相比于传统的驻留时间和最大平均驻留时间条件,本文所获得的稳定性条件消除了最小驻留时间的限制,扩大了切换信号的范围。(2)针对非线性切换系统可由任意稳定或不稳定子系统组成的情况,研究了其模型依赖的平均驻留时间统一稳定性问题。本文提出了与子系统本身稳定性没有直接关系的“切换稳定性”概念,并以此对子系统进行了重新划分。切换信号的稳定性条件由“切换不稳定”子系统和“切换稳定”子系统的激活时间比值关系来确认。不同于已有的统一稳定性结论,本文中的不稳定子系统之间可以相互切换,并能任意采用慢切换或快切换策略。(3)对于切换系统的异步H控制,考虑到实际工程应用中异步区间闭环子系统的状态发散,因此可将异步控制问题视作含不稳定子系统的情况。本文假定切换时刻可以实时在线检测,从而将异步和同步控制器分开设计,并构建了时变的模糊Lyapunov函数来研究非线性切换系统的非加权异步H控制问题。通过与传统的异步控制器设计方法及模糊Lyapunov函数分析方法进行比较,证明本文所设计的控制器具有更低的保守性。(4)对于切换系统的异步H滤波,在异步区间的滤波误差系统的状态可能发散,因此同样可将其作为含不稳定子系统的情况。基于与异步H控制器相同的理论框架,本文研究了非线性切换系统的非加权异步H滤波问题,并与传统的异步滤波器设计方法进行了比较。(5)对于切换系统的一般H滤波问题,当子系统不稳定时,对应的滤波误差系统也将不稳定,从而影响滤波器对原系统输出的估计。本文将非线性切换系统的统一稳定性条件引入滤波器的设计中,首次研究了由任意稳定或不稳定子系统组成的非线性切换系统的加权统一H滤波问题。

关键词： 先进控制   模糊控制   石油化工   PID   参数自整定  

摘要： 先进控制技术突破了常规的单参数PID控制模式,着重于装置的整体控制,即以整个装置为对象,因而其易于处理多输入多输出,耦合、约束、前馈补偿、大滞后等问题,并能够采用区域控制策略,从而把主要被控量和操作量全部纳入控制系统,具有良好的解耦和跟踪性能。整体控制既保证了整个装置的平稳运行,又能够使多余的调节能力用于卡边优化目标,实现一定程度的在线实时优化功能。本文介绍了一种先进控制策略——模糊控制,并理论结合实际,给出了其在石化装置中实现的过程,具有较高的工程应用价值。

关键词： 风电机组   模糊控制理论   PLC   控制系统   数学模型   仿真分析  

摘要： 以2 MW直驱式风力发电机组为研究对象,对风电机组变桨控制系统进行硬件选择及控制程序设计。通过应用模糊控制理论,在Matlab中的模糊(Fuzzy)工具箱中建立模糊控制算法,提出一种实现变桨距系统的模糊控制方法,并使用Matlab/Simulink对系统模糊控制的数学模型进行仿真分析,表明该模型能较好地模拟风电机组在不同自然条件下的工作情况,且所设计的变桨控制模型正确,具有实时性。

关键词： 运动竞赛   精准控制   模糊控制   最优化控制  

摘要： 对运动竞赛过程实施有效控制是实现运动成绩最优化的保障,而竞赛信息获取的局限性决定了需要采用“精准控制”与“模糊控制”两种模式。运动竞赛过程中的数据群为实施“精准控制”提供了实践可能,而当前“精准”研究范式的发展为实施“精准控制”提供了方法学的支撑;对于运动竞赛过程中的不确定性,限于目前科学研究水平的有限,只能用模糊控制理论加以阐释。因此,关于运动竞赛过程的最优化控制问题,是建立在“精准控制”与“模糊控制”两种模式的集合上,依次确定与处理控制目标、系统分类、制胜信息提取、施控主体、系统辅助以及反馈问题。

关键词： 模糊控制   遗传算法   模糊控制器  

摘要： 介绍模糊控制理论的概念、结构、历史发展、应用特点和发展概况,着重阐述模糊控制的设计,分析设计中的关键模糊控制器。事实上,单纯的模糊控制往往达不到理想的结果,实际运用中需要将模糊控制和其他成熟的控制理论相结合,以达到最优控制的目的。因此,总结各种控制系统与模糊控制的结合,分别有神经网络模糊控制、基于遗传算法的模糊控制、专家模糊控制以及混沌模糊控制等,并指出了模糊控制理论中需要解决的问题,展望了模糊控制的发展方向。

关键词： 模糊控制   模糊推理   智能体   追踪  

摘要： 模糊控制是相对于传统自动控制领域精确控制而言的一种非线性的系统智能控制方法,模糊控制通过对观测量进行模糊化,建立模糊控制规则以及模糊推理三个步骤实现模糊模控制。结合智能算法进行智能体的控制方法的研究一直是国内外学者热切关注的问题,本文针对智能体的追踪问题提出了一种使用模糊控制的方法进行目标的追踪。试验结果证明,本文提出的方法能够有效地实现智能体的目标追踪。

关键词： PID参数   模糊控制   规则   仿真  

摘要： 常规PID控制在稳定环境下已经可以满足系统的控制要求,但是在负载较重、干扰因素复杂、极限速度的条件下,系统会表现出不稳定的现象,需对PID的各个参数进行不断的实时调整。经过多次实验数据分析,这些参数的变化不能建立有效的数学模型,因此需要选用智能控制器来调节,而模糊控制符合工具实验系统的整体要求,可以使整个系统达到最佳的控制效果。