摘要：针对动态系统可用包含非整数阶的积分和微分方程来描述的特点,同样将这一工具引入到分数阶控制器中,即包含分数阶积分和微分的PIλDβ控制器;提出了基于改进遗传算法的分数阶PIλDβ控制器定阶次参数整定的方法。通过使用该遗传算法,分别进行了采用整数阶PID控制器和分数阶PIλDβ控制器,对整数阶和分数阶系统的控制器参数整定的对比仿真。结果表明,在限定相同的参数整定范围时,采用分数阶PIλDβ控制器的控制效果优于整数阶PID控制器。

摘要：供、回水压差对于空调一次泵变流量冷冻水系统(Primary Pump Variable Flow System of Air-Conditioning Chilled Water,ACCW-PPVFS)的水力平衡和适应空调用户侧冷负荷的动态变化是至关重要的。目前,其较多采用整数阶PID调节方式,这会导致出现供、回水压差的稳态误差、超调量较大和振荡过度等问题。鉴于此,本文提出了ACCW-PPVFS供、回水压差的分数阶PID(PI^(λ)D^(μ))分级调节方式和改进的生物地理学优化算法(Modified Biogeography-Based Optimization Algorithm,MBBOA)进行相应PIλDμ控制器参数整定的设计理念。首先,综合空调工艺要求和自动控制理论,对该ACCW-PPVFS供、回水压差控制系统中的各个环节,如供、回水压差被控对象、供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Pressure Difference between Supply and Return Water,PDSRW-FOPIDC)、变频水泵和旁通水流量执行器等建立传递函数。其次,通过对生物地理学优化算法中的迁移因子(Migration Factor)φ进行线性递减改变,构建出MBBOA,且对该PDSRW-FOPIDC参数进行整定,获取5个参数最优值。同时,采取分级控制策略,分别对一次泵和分、集水器之间的旁通执行器进行变频和旁通流量qbypass的调节,以适应空调用户侧负荷的大、小需求和保证供、回水压差ΔP等于其设定值ΔPset。最后,借助MATLAB中的Simulink工具,对该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统进行组态和数值仿真。结果表明:基于MBBOA的供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器参数整定和该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统在理论上是可行的,可适应空调用户侧冷负荷的动态变化,且满足ΔP=ΔPset空调工艺的相关要求和维持水力平衡。

摘要：对于分数阶控制系统,因分数阶控制器较传统PID控制器具有更好的适应性,这就为得到更加细腻的控制品质提供了可能。然而,分数阶PIαDβ控制器的参数整定则相对复杂。针对这一问题,提出了基于BP神经网络的分数阶控制器参数整定方法,有效地克服了分数阶控制器参数整定复杂问题。采用文章所提方法,分别设计了整数阶PID、分数阶PIαDβ控制器,并进行仿真对比。结果表明,采用分数阶PIαDβ控制器的系统控制品质优于整数阶PID控制器。

摘要：由于机型体积小,安装、操作方便和分散控制等特点,风机盘管(Fan Coil Unit,FCU)空调系统在办公楼、宾馆和公寓等建筑场所得到了广泛应用。然而,其主要设备-FCU具有惯性和较大时间滞后等动态特性,传统控制方式,如整数阶PID方式会导致室温稳态误差和超调量较大,调节时间长等问题。鉴于此,提出FCU的室温分数阶PID(PIλDμ)控制器参数整定新算法及其控制系统构建的设计思路。首先,结合空调工艺的相关要求和分数阶控制技术,分别对FCU作用下的室内温度对象、室温测量变送器、FCU的送风单元、冷却/加热单元和室温PIλDμ控制器(Indoor Temperature Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller,IT-FOPIDC)进行建模。其次,基于改进的蚁群优化算法(Improved Ant Colony Optimization Algorithm,IACOA)对该IT-FOPIDC的5个控制参数进行整定,获取其最佳值。最后,借助Matlab工具,对FCU作用下的空调房间室温PIλDμ调节系统进行组态和数值模拟其控制效果。结果表明,该室温PIλDμ调节系统在理论上是可行的,且室温控制效果明显优于Ziegler-Nichols(Z-N)整定法和ACOA算法的室温整数阶PID控制系统。

摘要：针对二自由度飞行器存在非线性特性、强耦合性以及易受外界干扰等问题,提出了基于LMI的二自由度飞行器多变量控制方法。首先,根据二自由度飞行器系统的输入和输出变量,结合空间动力学方程建立了系统的状态空间模型;其次,设计满足静态输出反馈稳定的多变量控制律;然后,通过李亚普托夫稳定性定理与极点配置法,将控制系统稳定性问题转化为优化问题,利用线性矩阵不等式(LMI)求解满足最优性能指标的多变量控制器参数;最后,通过对比仿真分析与单变量PID,表明该方法能有效提升二自由度飞行器的轨迹跟踪精度。

摘要：本文阐述一种连续时间广义预报控制器(CGPC)的简化设计方法,这种简化设计将原来CGPC控制器的15项设计参数减少至两个,同时不失去原CGPC控制器的优良控制性能;与原CGPC控制器相比,这种简化的CGPC控制器具有无控制加权、无参考轨迹设计、无参数估计器、无预测起点相对时间T_1,自动设计N_v,N_u和C(s)的特点,狭义的设计参数只剩下仿真步长δ和预测终点相对时间T_2,其中T_2是唯一的现场整定参数。

摘要：为解决小型无人直升机轨迹跟踪控制受系统数学模型精度、自身低成本微机电系统(MEMS)姿态测量误差及飞行环境干扰的内外扰动影响问题,设计了一种基于线性/非线性混合自抗扰控制(ADRC-LADRC)的无人直升机轨迹跟踪控制器,并提出了一种基于细菌觅食优化-花授粉算法(BFO-FPA)的控制器参数整定方法,提高了BFO算法的收敛速度,增强了FPA算法的全局搜索能力。最后,通过ALIGN无人直升机锁尾螺旋爬升飞行试验,验证了BFO-FPA算法参数寻优后自抗扰轨迹跟踪控制器能有效克服无人直升机受内外扰动的影响,提高了控制器轨迹跟踪精度和鲁棒性。

摘要：由于定风量空调机组(Constant Air Volume Air Handling Unit, CAVAHU)输出的新风量往往是固定的,当空调房间内的额定人员数量超员或不足时,会导致空调房间CO_(2)浓度测量值Cn高于室内CO_(2)浓度设定值Cn=Cn,set或新风负荷增大的状况。对此提出了一种空调房间CO_(2)浓度二自由度内模分数阶PI控制策略和设计改进多目标人工蜂群算法(Improved Multi-Objective Artificial Bee Colony Algorithm, IMOABCA)对控制器参数实施整定的思路。首先,基于人工蜂群算法,分别对雇佣蜂和观察蜂引入自适应惯性权重和精英组策略,进行非线性递减和柯西变异的演变,并结合观察蜂搜索特性,将最小粒子角度引入外部档案集,获取相应的Pareto解集,设计IMOABCA,进而对控制器的3个参数进行整定,获得相应的最优值。最后,借助MATLAB工具,对该室内CO_(2)浓度的二自由度内模分数阶PI控制系统进行组态和仿真。结果表明:该室内CO_(2)浓度二自由度内模分数阶PI控制系统和IMOABCA是可行的,能够实现Cn=Cn,set的调节目的和获取控制器的3个参数最优值,提升室内CO_(2)浓度的调节品质。

摘要：针对商用硬件在环仿真系统价格昂贵、开放性差的问题,提出了一种基于Linux实时内核的硬件在环仿真系统的搭建原理和仿真实现方法。采用USB3.0总线的研华数据采集卡作为仿真系统对外的硬件接口,保证了仿真系统的实时性、便携性和仿真精度。为了验证所开发的硬件在环仿真系统的实时性,分别进行了实时性能测试和阀控缸液压伺服系统的硬件在环仿真测试。结果表明,所开发的半实物仿真系统实时性强,仿真结果准确可靠,可以在控制器设计的参数整定工作中发挥作用。