摘要：为了降低探测器的噪声与暗电流,使光谱仪的CMOS探测器能获得更准确的光谱曲线,设计了探测器温度控制系统。本系统核心采用基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的增量式比例-积分-微分(PID)控制算法。在传统控制算法的基础上,增加了抗积分饱和控制,并且在PID算法的前端增加了对目标值的过渡过程。该系统在实现探测器温度变化速率可控的同时,也解决了超调过大的问题。多次整机环境实验结果表明:在轨环境温度条件下,40°C温差范围内该系统可以控制探测器以指定温变速率(4.5±0.05)°C/min达到任意温度;并且可在该温度下稳定工作;温度变化范围为±0.1°C。相比于传统模拟PID控制方法,其具有灵活度高,稳定性强等优点。当制冷到−10°C时,探测器的噪声得到了有效抑制。

摘要：针对传统的干扰观测器(DO)设计并未考虑实际系统中普遍存在的执行器饱和问题,提出了一种具有抗饱和补偿的基于干扰观测器的控制(DOBC)策略.首先探究传统DOBC在执行器饱和时产生积分饱和现象的原因;然后通过最小化性能指标设计了一种抗积分饱和的补偿器,并将其与DO结合,使得修改后的DOBC能够有效处理执行器饱和;最后对所得闭环系统进行局部渐近稳定性分析.比较仿真结果表明,存在执行器饱和时,所提出控制方法具有更小的位置跟踪误差和干扰估计误差,并且设计的补偿器可以保持DO的状态尽可能接近没有执行器饱和时的状态,进而验证了所提出控制方法在抗干扰和抗饱和方面具有优越性.

摘要：无刷直流电动机调速系统是一个多变量、非线性系统，建立了无刷直流电动机的数学模型。并分析了转矩脉动产生的原因和防止积分饱和的方法。就传统PI控制器和PWM调制方式下的积分饱和问题，把积分钳位式Anti-windup控制方式应用到无刷直流电动机的控制中，设计了抗积分饱和速度调节器。仿真结果表明，此方法可以有效限制积分饱和现象。提高系统的控制性能。

摘要：地暖系统对室温控制的低效性与滞后性是当前存在的主要问题,PID控制算法的引入对这一现象起到了一定的改善作用,然而传统的PID算法在进行温度调节时超调量过大,效果不够理想。针对这一问题,引入了抗积分饱和来进一步抑制超调量,利用单片机系统搭建起地暖控制平台进行试验。试验结果表明,引入抗积分饱和的PID算法比传统PID算法在控制精度与稳定性方面均有所提高。

摘要：针对永磁同步电机速度调节器积分饱和导致动态品质变差的问题,提出一种新型的抗饱和(AW)设计方法。该AW方法首先把模型的不确定性视为系统的干扰;然后为了改善系统性能和提高抗干扰能力,在比例积分(PI)控制策略基础上,对速度环设计一种基于摩擦模型补偿和扰动观测补偿的复合控制方法;最后把PI控制器退饱和后从比例(P)模式重新进入PI模式的系统响应看作是带有初始值的系统响应,同时利用时域下的系统误差动态响应方程推导出系统无超调的误差和积分条件,当系统进入饱和时,系统以最大加速度运行,直到满足条件才重新进入PI模式,并给积分赋初始值。研究结果表明:该方法确保退饱和系统的优良的动态性能和无超调运行。与现有条件积分方法及其改进的方法相比,仿真和实验结果验证该新型AW设计的可行性及优越性。

摘要：为了给光电跟踪系统提供高性能的伺服控制,基于传统的PI控制器原理,结合变结构的思想,设计了一种变结构PI控制器(VSPI)。介绍了该控制器的工作原理并讨论了设计参数的选择。基于某型号光电跟踪系统,分别对采用了VSPI、抗积分饱和PI控制器(AWPI)和积分分离PI控制器(ISPI)作为位置回路控制器的伺服控制系统进行了仿真和实验。实验结果表明,采用了VSPI的光电跟踪系统基本无超调,上升时间为0.378s,稳定时间为0.488s,跟踪精度为1.26″。该系统结构简单,能实现嵌入式实时控制;与其他两种控制器相比综合性能更好,完全满足光电跟踪系统精度高、响应快的要求。

摘要：在永磁同步电动机控制系统中,用分数阶PI~λ取代整数阶PI速度控制器具有更好的动、静态性能,但在工程应用中,分数阶积分也会引起饱和非线性现象.为解决此问题,本文在分数阶PI~λ基础上提出了变结构A-W PI~λ算法以提高速度控制性能.A-W PI~λ算法根据控制器是否进入饱和而对积分状态进行控制,并采用粒子群智能算法实现控制器的各项参数整定.仿真实验表明:分数阶PI~λ比整数阶PI更容易进入饱和并能提前退出,而A-W PI~λ能迅速退出饱和区,A-W PI~λ速度控制器改进了系统的跟随性、抗负载扰动和鲁棒性能,提高了永磁同步电动机调速系统的速度控制性能.

摘要：设计了一种适用于城轨列车的电子机械制动系统,推导其数学模型,以常规小区段设定预置PI控制算法为基础,提出了一种双曲正割非线性PI控制算法,以提高系统的鲁棒性与适应性。此外,通过改进型变结构抗积分饱和算法,减小了系统稳态误差。静态试验结果验证了本文控制算法的有效性。最后,由等比例惯性台制动试验验证了电子机械制动系统在轨道交通领域应用的可行性,为电子机械制动系统在轨道交通领域的应用提供了理论基础。

摘要：论文主要研究海流干扰下强非线性、强耦合AUV路径跟随控制问题。为此,采用反步法设计多输入多输出控制器并对其进行了改进,对于反步法控制器设计中可能出现的“微分爆炸”问题,通过设计二阶滤波器代替直接解析微分对其进行了解决,并对控制器进行了抗积分饱和处理,对于外界海流干扰,设计海流观测器对海流进行估计并将估计值反馈给反步控制器,最后采用变前视距离LOS法设计了AUV的直线路径跟随算法。仿真结果表明,在外界海流干扰下,控制器能较好地实现AUV的控制,AUV能跟踪上期望轨迹。所设计的路径跟随算法能较好地实现AUV的直线路径跟随。