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非线性时变系统的自耦PID控制方法 被引量：14
1
作者 苏杰 曾喆昭 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期299-306,共8页
针对一类非线性时变系统的控制问题,使用了一种基于自耦PID的控制理论方法.该方法首先将时变不确定、模型不确定定义为一个扩张状态,并将非线性时变系统映射为未知线性系统;然后使用自耦PID控制方法构造了一个闭环系统;最后在复频域分... 针对一类非线性时变系统的控制问题,使用了一种基于自耦PID的控制理论方法.该方法首先将时变不确定、模型不确定定义为一个扩张状态,并将非线性时变系统映射为未知线性系统;然后使用自耦PID控制方法构造了一个闭环系统;最后在复频域分析了闭环系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.理论分析与仿真结果都表明了本文控制方法具有良好的动态品质和稳态性能,在未知复杂系统控制领域具有广泛的应用前景. 展开更多
关键词 非线性时变系统 自耦pid控制 自适应速度因子 鲁棒稳定性
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基于ACPI的磁浮球系统控制方法
2
作者 张昌琪 曾喆昭 王伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1180-1188,共9页
针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电... 针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电磁线圈的动态模型,形成以电压为控制输入的磁浮球位置动态系统。在磁浮球动力学模型的基础上,再将不确定高阶项、电磁线圈的未知电流动态以及外部未知有界扰动定义为总扰动,从而可将一个非线性不确定磁浮球系统映射为一个2阶线性扰动系统。其次,基于ACPID控制量纲匹配构造的误差函数,可将2阶线性扰动系统映射为1阶线性系统,进而构建一个在总扰动反相激励下的闭环受控误差系统,据此设计了基于速度因子的磁浮球位置通道控制器,建立磁浮球位置控制系统并进行鲁棒稳定性分析,理论证明了ACPI方法的有效性。最后与国外现有较为先进的控制方法进行对比仿真,分别进行了方波跟踪实验、正弦跟踪实验、抗扰动实验以及鲁棒性实验。与NTSMC+GPIO方法相比,在方波跟踪实验中ACPI控制系统的响应速度提升了50%,ITAE值降低了82%,RMSE值降低了22.4%,其他仿真实验下的控制性能也有明显的提升。研究结果表明,ACPI控制策略不仅可以实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较高的控制精度、较强的抗扰动能力以及较好的鲁棒性,而且控制器结构简单、计算量小,在磁浮球控制系统领域具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 磁浮球 自耦pid(auto-coupling pid ACpid)控制 总扰动 误差函数 速度因子
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一阶大时滞系统的时滞削弱自耦PID控制方法
3
作者 王伟 曾喆昭 章禛昊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期2178-2183,共6页
针对一阶大时滞系统响应速度慢和抗扰能力差的问题,提出了一种时滞削弱的自耦PID控制方法。该方法使用一种滞后时间削弱结构来降低大时滞系统的时滞时间,从而形成一个无时滞的一阶近似系统,并使用自耦PID(auto-coupling proportional-in... 针对一阶大时滞系统响应速度慢和抗扰能力差的问题,提出了一种时滞削弱的自耦PID控制方法。该方法使用一种滞后时间削弱结构来降低大时滞系统的时滞时间,从而形成一个无时滞的一阶近似系统,并使用自耦PID(auto-coupling proportional-integral-differential,ACPID)控制理论来设计控制器,建立了ACPID控制器中速度因子的镇定规则,分析了自耦PID控制系统的鲁棒稳定性。仿真结果表明了所提出的控制方法的有效性,与现有控制方法相比,该方法响应速度明显提高,抗扰动鲁棒性更强,因而在大时滞系统控制领域具有广泛的应用价值。 展开更多
关键词 自耦pid控制 大时滞系统 时滞削弱 速度因子
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欠驱动VTOL飞行器的自耦PID控制方法 被引量：1
4
作者 曾喆昭 章禛昊 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第6期38-46,共9页
针对非最小相位欠驱动垂直起降(vertical taking-off and landing, VTOL)飞行器的控制难题,提出了一种自耦PID(auto-coupling proportional-integral-differrential, ACPID)控制理论方法.首先通过坐标变换将VTOL飞行器的质心映射为Huyg... 针对非最小相位欠驱动垂直起降(vertical taking-off and landing, VTOL)飞行器的控制难题,提出了一种自耦PID(auto-coupling proportional-integral-differrential, ACPID)控制理论方法.首先通过坐标变换将VTOL飞行器的质心映射为Huygens振动中心,不仅能实现新系统控制输入解耦,而且也能避免非最小相位VTOL飞行器零动态不稳定的问题;然后对Huygens振动中心分别设计纵横向位置的ACPID控制器,并分别获得VTOL飞行器底部推力和滚转姿态角虚拟指令,进而设计滚转姿态角的ACPID控制器形成滚转力矩,从而实现VTOL飞行器系统的位置跟踪控制;最后通过复频域分析理论证明闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.理论分析和仿真结果都表明了本文方法的有效性,在非最小相位欠驱动控制系统领域具有重要的科学意义和广泛的应用前景. 展开更多
关键词 自耦pid控制 垂直起降飞行器 非最小相位 欠驱动系统 坐标变换
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连续搅拌釜式反应器的自耦比例–积分–微分控制 被引量：2
5
作者 白家赞 曾喆昭 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1065-1070,共6页
针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总... 针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,并根据ACPID镇定规则建立了连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的ACPID控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明了ACPID控制系统的有效性,在CSTR稳态调节控制领域具有重要的应用价值. 展开更多
关键词 连续搅拌釜式反应器 不确定非线性系统 自耦pid控制 鲁棒稳定性 抗扰动鲁棒性
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