一、阶跃函数理论的改进（论文文献综述）
米百刚[1]（2018）在《基于CFD的动导数计算及非线性气动力建模技术》文中研究指明飞行器气动设计中的绝大部分问题都与非定常气动力密切相关,尤其是随着航空科学技术的发展,传统的基于静态气动力特性的理念已经不能满足先进军民用飞行器的设计需求,因而基于非定常气动力的新型综合设计方法开始得到更多的关注和应用。非定常气动力设计涉及的两个关键问题是动稳定性分析和大迎角气动力建模,前者直接影响飞行器的品质分析和飞控系统设计,后者则是评价大迎角下飞行器性能的重要途径之一。因此,开展有关动稳定性分析和大迎角非定常气动力建模的研究有着十分重要的价值和意义。然而目前的研究工作存在明显的不足之处,动稳定性分析不够精细,大迎角气动力模型的适用性差且精度不高。针对该问题,本文基于高精度的计算流体力学（CFD）方法,开展了动稳定性导数快速精细计算分析和大迎角非定常气动力模型开发等相关问题的研究。主要对复杂环境下的飞行器静、动态气动特性和相应的导数特性进行了计算分析,建立了若干新的单独/组合动导数计算方法,改进并建立了新型的基于流场物理特性的大迎角非定常气动力建模方法,并对这些新方法进行了验证分析。本文的主要研究工作如下:1)采用高精度的CFD方法,研究了复杂流场环境下的飞行器静、动态气动特性,辨识分析了其稳定性导数特性。基于多种动态网格技术,将传统的小幅度强迫谐和振荡方法分别应用于地面/水面效应、大型飞机的翼梢涡/尾喷流/螺旋桨滑流、两机编队以及考虑自身进排气效应等工况,分析了这些环境下的飞行器静、动态气动力特性,进一步辨识并且对比了其静、动导数特性与无干扰理想环境下的差异。结果表明,地面/水面对气动导数的影响趋势类似,但是由于水面具有柔性特点,两者的影响效果存在差别;大型飞机的翼梢涡对流过气流表现出剪切效应,尾喷流为加速效应,螺旋桨滑流则为更加强烈的旋转效应,尾流的存在使得后方的飞行器气动导数特性与无干扰状态差异很大,甚至发生性质上的转变;而两架飞翼无人机编队时,横向的间距对于气动导数的影响更为剧烈;进排气的动力效应影响使得飞翼式飞行器自身的动态阻尼特性有所提高。2)建立了若干新型的动导数精细化计算方法并完成了标模的验证分析工作。针对传统的动导数计算方法不够精细且效率较低的问题,开展了快速计算和精细计算两个方面的新型方法研究。使用谐波平衡法和时间谱方法进行若干样本点时刻的流场计算,基于该气动力结果重建整个非定常周期性过程并辨识动导数,从而提高传统方法的计算效率。进一步建立了升沉振荡法、旋转流场法、差分法和阶跃响应法来精细地辨识组合/单独动导数。升沉振荡法借鉴传统的组合动导数辨识方法,直接辨识时差导数,配合组合动导数结果实现单独动导数计算;旋转流场法计算对象为阻尼导数,通过圆环域将描述定常拉升运动的旋转参考系方法简化,使用定常方法辨识阻尼导数实现动导数的分离;差分法通过对同一变量不同大小值的非定常流场进行计算,使用得到的瞬时非定常气动力值插值得到组合/时差动导数;而阶跃响应法从定常计算开始,经过迎角阶跃、迎角变化率阶跃和俯仰角速度阶跃依次得到静导数、时差导数以及阻尼导数,是一种系统的方法。采用Finner、SACCON、HBS以及SDM等多个标模对这些新方法进行了验证分析。结果表明,组合/单独动导数计算值与试验或文献参考值吻合得很好,且这些新型方法均能够应用到横航向,实现多轴耦合的精细动导数计算分析。3)分析了传统的气动导数模型在小迎角和大迎角非定常气动力建模中的适用性,并对其进行了改进分析。基于静动导数计算方法得到的结果,建立了传统的气动导数模型,以NACA0015翼型为例,进行了该模型的小迎角和大迎角气动力建模适用性分析。结果显示原始模型在大迎角完全无法使用。对此,通过扩展高阶项并将气动导数表示为减速频率的多项式函数改进了原始模型,新的模型可以描述一定的非线性效应,对NACA0015大迎角非定常气动力的预测结果也较好。然而,由于该模型的建模出发点未发生改变,对于复杂模型的大迎角动态运动,尤其是运动和气动力严重耦合的情形,适用性依然很差。4)使用三角翼标模,对比分析了不同计算方法的静态大迎角计算精度,并在此基础上使用NACA0015翼型的动态运动对选择的高精度计算方法进行了对比验证。首先以70度尖前缘三角翼构型为研究对象,针对流场特点设计了空间网格分布,对比分析了包括无粘模型、层流模型、S-A一方程模型、k-?两方程模型、k-?SST两方程模型以及SAS自适应尺度模型等对大迎角流场的计算精度。结果显示,湍流模型的处理加强了涡系强度,大迎角下的气动力计算值较试验值偏大;无粘模型计算的涡系破裂过早;层流模型的结果较湍流模型好;SAS模型的计算结果和流场特性与试验值吻合最好,计算精度最高。接着使用NACA0015翼型的大迎角动态运动进一步验证分析了SAS模型,并与DES和SST模型结果进行了对比。结果表明,DES和SAS的计算值均与试验值吻合较好,且SAS模型在网格量较少的情形下能够获得更靠近试验值的结果。5)通过CFD方法详细分析了三角翼标模大迎角非定常动态气动特性的影响因素,并将其引入传统的状态空间模型,改进建立了新型的大迎角非定常气动力模型。基于高精度CFD方法,选择了基于流场内部物理特性的状态空间模型为研究对象,验证了其原始模型在大迎角动态气动力上的预测能力;针对该模型考虑的流场因素过少、适用性不强的问题,开展了影响大迎角非线性流场的特征因素分析和提取工作,将俯仰角速度、减缩频率和振幅三个量对三角翼大迎角动态运动的影响进行了深入的分析研究和评估,进一步将其引入原始模型并综合权衡,改进建立了新的基于流场物理特性的大迎角非定常气动力模型;以三角翼和F-18缩比模型对新旧模型的大迎角建模性能进行了对比验证分析,结果表明新模型具有更为广泛的应用范围和预测精度。
张梓绥[2]（2019）在《轨道交通中永磁同步电机控制关键技术研究》文中研究表明近些年,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）逐步应用于轨道交通系统中。轨道交通系统的牵引传动单元具有高电压、大电流、宽运行速度范围的特点,同时要求牵引电机具有在低开关频率及方波工况下的运行能力。当PMSM应用于轨道交通牵引传动系统时,方波工况下的电机控制为弱磁控制,其转矩控制性能的优劣对轨道交通系统的高速安全稳定运行具有十分重要的作用。本文对PMSM控制的关键技术进行了研究,包含弱磁控制策略、电流轨迹控制策略、电机参数测量方法与补偿策略和高速分相区的运行控制策略。论文的主要研究内容如下:基于PMSM数学模型,在电流平面、电压平面和磁链平面对运行限制曲线进行分析,明确了以电流平面为最简研究平面,以电流轨迹为控制目标的研究思路。在电流平面中,集中研究了现有不同PMSM控制策略下电流轨迹的特点及相互间的关系。在非弱磁区需要选择一个弱磁控制的前置控制策略,在弱磁区需要设计合理可控的电流轨迹。为了实现方波工况下单一自由度的电机运行控制,本文提出了一种单q轴电流调节器-变电压矢量角（Single q-axis Current Regulator-Variable Voltage Angle,SQCR-VVA）弱磁控制策略。为了保证弱磁控制中电压矢量角对转矩可控的严谨性,验证了全工况情况下电压矢量角与转矩间的单调性与有效的电压矢量角调节范围。SQCR-VVA弱磁控制通过单一的电流调节器实现了牵引和制动状态下无弱磁控制器切换的控制,并提高了系统的动态响应性能;在小信号范围内,对弱磁控制的电流闭环系统的可控性进行了阐述,并给出了设计电流控制器的参数范围。为了使输出转矩满足轨道交通中不同转矩牵引特性曲线的要求,提出了一种电流轨迹控制策略,包含非弱磁区的曲线拟合控制,弱磁区改进的电流工作点两步调节法控制和改进的非弱磁与弱磁切换控制。电流工作点两步调节法的控制目标为电流幅值最小,切换控制的切换判据变量选择电压与频率。在恒速变载和恒载变速的电流轨迹基础上,通过电流轨迹控制策略设计了百分比衰减转矩档位和百分比限制转矩档位的电流轨迹。为了控制系统转矩输出的精度,提出了一种系统性的离线参数测量方法与一种适用于方波工况的在线参数补偿策略。在系统低开关频率特性的限制下设计简单的测试工况来实现6种不同参数的离线测量。利用弱磁控制中电机参数不准对d轴电流响应的影响,在线参数补偿策略通过双误差分别补偿q轴电感和d轴磁链,实现了转矩精度的提升。为了将所提的弱磁区的控制策略应用于实际大功率永磁同步电机牵引传动系统,本文采用仿真与实验的统一工程进行相应的验证。对于实际轨道交通系统中高速分相区内的惰行运行控制,分析了 SQCR-VVA弱磁方法对低制动转矩工况的可控性。对于高速分相区内封锁脉冲情况,确定了系统的异常不控整流状态,推导了充电电流的响应并提出设置安全转速。对于方波工况的带速重投工况,依据重投逻辑,提出了一种基于q轴电流为零的重投控制策略,实现了无电流冲击的重投功能。最后,180kW永磁同步电机实验平台的地面试验结果和1.2MW平台的现场试验结果验证了本文所提的控制策略。实验结果表明SQCR-VVA弱磁控制策略、电流轨迹控制策略、电机参数测量方法与补偿策略和方波工况的带速重投控制策略在轨道交通实际系统中应用时具备优良的性能。
方锦辉[3]（2013）在《大流量插装式伺服阀的设计与控制方法研究》文中指出大流量插装式伺服阀是很多重大机械装备中电液控制系统的核心部件,譬如大型模锻压机、快锻压机、铝合金压铸机等,目前很大程度上还依赖于进口。在以往的研究中,关于插装式伺服阀与实际应用工况相匹配的参数设计方法、以及插装式伺服阀控制器设计的研究较少,阀的性能潜力未能得到充分挖掘,性能进一步提升受到制约。本文将围绕上述两大问题,通过理论建模、仿真分析、实验验证相结合的方法展开研究,主要内容如下：第一章,对大流量电液比例/伺服插装式节流阀的实现原理及其工程应用背景进行阐述。在分析了国内外相关技术研究现状基础上,提出了本文的主要研究内容。第二章,对插装式伺服阀结构参数优化设计方法的研究。推导了与使用工况相匹配的主动式插装伺服阀一系列结构参数的设计公式,平衡各项结构参数的相互制约关系。推导了主阀芯所受液压力和液动力的理论公式和简化计算公式,为先导控制腔的参数设计提供依据,并为后续控制器的设计提供了负载模型。第三章,对伺服比例阀的整体性建模研究。建立了电一机械转换器的集中参数模型,体现了滞环、非线性电感等常见的电磁铁非线性特征。建立了阀体机械运动部件的模型,通过直接测量与间接估算确定了各主要参数值。根据实验拟合了稳态液动力的数学模型。设计了开环和闭环两种实验测试方法,验证了模型的有效性。通过零位处的线性化方法,获取了阀的标称模型,得到其传递函数及状态空间表达式,以及各主要参数的线性化参数值及变动范围。第四章,对伺服比例阀的非线性滑模控制方法研究。根据伺服比例阀的标称模型频响曲线,分析了曲线上各渐近线方程所代表的动力学约束,推导了这些约束与阀模型参数间的函数式,以此作为后续滑模控制器设计的基础。根据阀的各参数值和阀芯行程限制,采用了基于加加速度约束下、代表时间最优阶跃响应的非线性滑模面,并据此设计了滑模控制系统。通过仿真和实验分别测试了伺服比例阀的阀芯位置闭环阶跃响应和频率响应,并与阀原始配套的模拟PID控制器作了对比,从而验证了上述滑模控制器的性能。第五章,对伺服比例阀的改进型滑模控制方法研究。针对第四章的非线性滑模控制器,分析了其不足之处,并提出了多项改进方法。引入积分器以解决滑模控制中稳态精度得不到保证的问题。提出了两种速度前馈补偿的方法,以提高阀芯的轨迹跟踪能力。采用了高/低压电源切换技术,进一步提升阀的动态响应。提出了对阀身自带的LVDT位移传感器改造的办法,提取了阀芯运动的位移、速度和加速度信号全状态反馈信号,并成功应用于滑模控制中。设计了基于加速度和加加速度联合约束下、代表时间最优阶跃响应的非线性滑模面,并设计了相应的滑模控制器,给出了应用于实时控制中的实现准则和计算流程,实现了不同负载下滑模状态的稳定性和显着增强的抗负载扰动能力。第六章,大流量插装式伺服阀的非线性控制方法研究。针对先导级伺服比例阀的频响远低于主级阀频响的特点,忽略主阀芯动态,建立了插装式伺服阀的简化三阶模型,并据此设计控制器。采用了基于模型补偿的鲁棒控制和反步控制方法（backstepping）改造系统的动力学方程、配置系统的极点；采用基于Lyapunov函数和非线性映射的自适应算法,对阀系数、泄漏等参量进行自适应估计,提高模型补偿的精确性。通过仿真分析和实验对比,验证了上述控制算法的性能。第七章,对全文的主要研究工作进行了总结。阐述了主要研究结论和创新点,并对课题的后续研究提出了展望。
高京哲[4]（2019）在《永磁同步电机快速响应高精度伺服控制》文中研究表明永磁同步电机伺服控制系统在航空航天领域、工业应用场合以及民用生产场合均有着十分广泛的应用。伺服系统通常将响应速度和稳态精度作为性能的衡量指标,而在传统的比例微分积分等控制策略下,响应速度和控制精度一般无法同时兼顾。因此,本文以永磁同步电机伺服系统为对象,对伺服系统中的电流、电压、速度和位置等关键控制环节的控制策略进行了研究。针对传统比例积分控制策略下,电流环带宽低、控制精度差的问题,在伺服系统中应用了电流预测控制算法。分析了时延问题对电流预测控制性能的影响,提出了针对该类时延问题的解决方案。探究了电流采样与占空比更新方式对于电流控制性能的影响,制定了电流环带宽的提高策略。从电流环带宽角度,比较了电流预测控制与比例积分控制的性能。针对电流预测控制中的模型参数误差问题,借助传递函数进行了系统的参数灵敏度分析,探究了模型参数误差问题对于电流控制性能的影响。针对逆变器的死区效应问题,推导了死区效应与电流静差、电流谐波之间的联系,制定了基于积分补偿的电流静差消除策略与基于自适应神经网络的电流谐波抑制策略。针对传统比例积分控制策略下,速度控制精度不高、跟随性能差的问题,制定了基于预测函数控制理论的伺服系统速度控制策略。从阶跃响应、斜坡响应和速度环带宽等角度,比较了预测函数控制与比例积分控制的性能,探究了影响速度环带宽的主要因素。针对伺服系统的响应速度与控制精度之间的矛盾性,分析了伺服系统在理想条件下和实际条件下的最优控制策略,确定了在各个阶段位置控制的主要优化目标。针对伺服系统运行过程中的快速响应阶段和低速趋近阶段,分别制定了速度指令控制策略和位置误差消除策略,以此实现位置的分段优化控制。在仿真与实验中分析并验证了各个环节控制策略的可行性,对比并分析了实验结果与仿真结果之间所存在的差异。
慕小斌[5]（2017）在《统一电能质量控制器（UPQC）装置多频无源控制研究》文中研究说明当变流器的结构形式确定时,其性能的优良则主要取决于控制策略。可见,对含有电力电子变流器的非线性系统开展控制策略研究具有重要的意义。尽管目前已经出现了多种关于变流器的控制策略,但其控制性能还需进一步提升,然而基于能量控制的无源控制技术为非线性系统的控制器设计开辟了一条新思路。相对于其它控制技术无源控制是一种复合控制技术,具有可调控制参数少、动态性能好、鲁棒性强以及能保证控制系统在大范围内稳定等优点,然而美中不足的是其稳态性能较依赖控制对象的建模精度。在实际工程中控制对象的精确数学模型往往无法获得,所以在此种情况下其较难实现对指令信号的零稳态误差跟踪,尤其对宽频带的指令信号进行多频跟踪时,这种因建模误差而导致的稳态跟踪误差会更加显着。因此,将无源控制拓展到频谱上进行深入研究不仅对实际应用具有重要意义,而且也给电力电子装置的频域多目标控制提供了一种研究方案;另外,以往关于在频域上进行无源控制以及高阶变流器系统的无源控制研究未有报道,然而随着变流器系统的高阶化,开展高阶系统的无源控制研究同样也具有重要的现实意义。鉴于此,本文选择具有代表性的统一电能质量控制器（UPQC）作为控制对象,旨在围绕无源控制技术在频域上展开多方面的深入研究。第二章提出了基于快速傅里叶变换（FFT）的UPQC频谱建模方法。采用该方法能实现对串并联侧变流器交流数学模型的频谱分解,从而方便进行指定频率控制,同时也实现了从交流控制到多频直流控制的变换。另外,该变换方法不仅适用于三相三线系统也适用于三相四线及单相系统,并且对三相系统进行变换的过程中不产生相间耦合（方便实现分相控制）,变换前也不要求系统的每相模型参数（如输出滤波电感、电容、线路电阻等）对称,这些优点克服了传统采用瞬时功率变换技术建模时相应的缺点。本章也证明了 UPQC在频谱上的多频直流模型满足无源性条件,所以可对其进行多频无源控制。第三章提出了低阶系统的零稳态误差多频无源控制器的设计方法。首先提出将传统无源控制理论拓展到频域上对并联侧变流器进行多频无源控制,即在频谱上实现对并联变流器电感电流的指定频率控制,同时研究了控制参数选取依据及其动静态性能;然后详细分析了传统理论设计的多频控制器稳态性能对变流器建模精度的依赖程度,据此又提出了改进型多频无源控制器设计方法。最后,在实验部分也提出了一种非正弦不平衡电压时变流器直流侧电压的控制方法,并且对比了在未知变流器精确模型时改进前后控制器的性能,结果表明改进后的多频无源控制器不仅实现了对并联侧变流器指定频率电流的零稳态误差控制,而且保留了无源控制优异的动态性能。第四章首先提出一种高阶系统的零稳态误差多频无源控制器（称之为多频级联无源控制器）设计方法。同样,首先将传统的无源控制理论拓展到频域上对串联侧变流器（属于高阶系统）进行多频级联无源控制,即在频谱上实现对串联变流器电容电压的指定频率控制。经分析传统理论设计的多频级联无源控制器稳态性能也依赖串联变流器的建模精度,所以又提出了改进的多频级联无源控制器设计方法;最后通过物理实验对比了在未知变流器精确模型时改进前后控制器的控制性能,结果表明改进后的多频级联无源控制具有优异的动静态性能。第四章又提出了另一种高阶系统的零稳态误差多频无源控制器（称之为多频高阶无源控制器）设计方法。同样按照级联无源控制器的研究方法和步骤对其进行理论分析和实验验证,实验结果表明所提的控制器也实现了对指定频率电容电压的零稳态误差控制,并且具有优异的动态性能。两种设计方法各有优点,前者可实现高阶系统的模块化设计,后者可使控制器硬件设计得到简化。第五章首先对UPQC装置的硬件设计、软件控制方法及指令信号的提取进行了研究。然后在T型中点电压钳位（T-NPC）三电平制成的UPQC样机上进行了诸多电能质量综合控制实验,包括在非线性不平衡负载条件时,多种电压质量问题（暂升、暂降、不平衡、平衡含背景谐波以及不平衡且含背景谐波等）产生时的实验验证,实验结果表明所提的多频无源控制技术是可行的。
聂文建[6]（2019）在《基于变密度拓扑优化方法的算法改进研究》文中研究指明结构优化设计的目的是在保证安全的前提下使得材料使用更经济,受力分布更合理。随着结构优化设计理论的不断发展,结构优化设计可以分为尺寸优化设计、形状优化设计和拓扑优化设计,其中拓扑优化设计是当今优化设计领域较为热门的课题。所谓拓扑优化,就是在给定荷载、约束和设计域的条件下,寻求最优的材料分布情况以获得最优的结构表现。目前这一领域已衍生出多种拓扑优化方法,其中变密度拓扑优化方法简单易懂,易于编程,并且基本理论较为完善。本文基于变密度法进行研究,对于抑制拓扑优化结果中出现的灰度单元和棋盘格式等数值不稳定现象的方法进行进一步改进。本文主要内容如下:1.介绍了拓扑优化的常用方法、拓扑优化求解过程中常见的数值不稳定现象及解决方案,基于有限元方法的连续体结构拓扑优化的具体实施过程以及作为验算算例的最小柔顺度问题和最小散热弱度问题。（第二章）2.介绍了变密度拓扑优化方法的基础理论,分析了现有过滤方法的核心思想和迭代流程等,在原SIMP（Simplified Isotropic Material Penalization）插值模型的基础上提出改进的SIMP插值模型。相比原模型,改进模型能够在保证惩罚力度的前提下给弹性模量的导数提供一个基值,从而相应地减小弹性模量等于零的单元数量,以弱化单元在迭代初期被过早删除的现象。本文通过三个算例验证了基于改进SIMP模型的过滤方法有更高的效率、更清晰的拓扑构型和较少的结构细节。（第三章）3.阐述了Heaviside非线性映射方案、改进的Heaviside非线性映射方案以及保体积非线性映射方案的核心思想,并在保体积非线性映射方案的基础上提出了改进的保体积非线性映射方案。此改进体现在过滤函数和保体积条件两个方面:改进的过滤函数有着形式简单、导数变化温和的特点,能够加快迭代前期的收敛速度,减轻迭代后期的振荡;改进保体积条件的核心思想是线性过滤前和非线性映射后的总体积保持一致,而不仅仅是非线性映射前后保持一致,从而做到真正的保体积,此思想能够保证整个迭代过程的稳定。本文通过六个算例表明改进的保体积非线性映射方案不仅有效抑制了灰度单元、棋盘格式等数值不稳定现象的产生,同时改进方法有着更高的效率,更清晰的拓扑构型,而且目标函数也更优。（第四章）4.介绍了变密度拓扑优化方法中连续化方法的基础理论,对比分析了现存连续化方法的不足,并针对这种不足提出了新的连续化方法。新的连续化方法一方面删除了一些不必要的迭代过程以提高计算效率,另一方面该方法中添加了Heaviside非线性映射方案,以利用该映射能够对拓扑构型的实体部分施加最小尺度特征约束的优点。本文通过六个算例验证了新连续化方法能够在保证离散程度的前提下,较为显着地提升迭代效率,并且能够对拓扑构型的实体部分施加最小尺度特征约束,减少了结构细小的枝节,这在最小散热弱度问题中表现地特别明显。（第五章）
周满[7]（2020）在《电动舵机系统扰动分析与控制策略研究》文中研究指明飞行器电动舵机系统是一个高精度的位置伺服系统,是飞行器飞控系统的重要组成部分,其性能直接决定着飞行器飞行控制系统的控制效果。但受制造工艺、安装精度等影响,电动舵机系统中不可避免的存在较多的非线性环节,严重影响电动舵机系统的动静态性能,甚至影响飞行器整体性能。因此,研究摩擦、间隙等扰动对电动舵机系统动静态性能的影响,并采取相应的补偿方法来削弱或者补偿这些扰动的影响相当重要。本文以某型飞行器电动舵机为研究对象,对电动舵机系统中的扰动因素进行研究和分析,并采用基于PI（Proportion-Integral）的改进滑模控制方法和基于径向基神经网络的滑模控制方法,来消除或减小摩擦和间隙所带来的不利影响,以提高系统的跟踪精度。本论文的研究工作主要从以下几方面展开:（1）设计了电动舵机系统的总体方案,包括采用滚珠丝杠式的机械传动方案及速度位置双环控制方案。然后,对电动舵机系统的负载特性、负载匹配、机电时间常数、功率等进行了详细的分析,并对滚珠丝杠减速机构德尔减速比进行了分析设计。最后,对电动舵机系统的设计参数进行了负载及带宽能力的校核。（2）考虑到间隙、摩擦等扰动因素,论文对电动舵机系统的摩擦及间隙进行研究,建立摩擦及间隙模型,并结合实际测试数据分析摩擦及间隙对电动舵机系统性能的影响。（3）针对电动舵机系统的非线性、快时变、迟滞等特点,设计基于PI的改进滑模控制器,为提高舵机系统对扰动的抑制能力,对滑模控制器的趋近律进行改进设计,大幅缩减了控制延迟,同时针对滑模控制器自身的抖振问题,引入开关函数和饱和函数,实现分层控制。同时,为了降低系统对补偿值精度的要求,将滑模控制器产生的补偿值作为速度环输入量,参与到速度环的迭代计算中,降低了对补偿值精度的需求。最终实现了提高电动舵机系统动态性能的同时保证其稳态性能的目的。（4）针对基于PI的改进滑模控制算法抗扰动范围有限且需要精确数学模型的问题,论文提出了基于径向基神经网络的滑模控制算法,对系统确定部分采用滑模控制算法计算得到等效控制量,对系统不确定部分采用径向基神经网络进行逼近得到切换函数控制量,既提高电动舵机系统的抗扰动性能,又削弱了滑模控制的抖振。（5）针对径向基网络的权值需在线学习,不易于工程实践,且存在“维度灾难”的问题,提出了基于最小参数法的径向基滑模控制方法,采用最小参数学习法代替网络权值学习算法,将网络权值转化为单参数进行调整,大幅简化控制算法,并在李亚普诺夫意义上证明其稳定性。（6）最后,基于DSP28335搭建了电动舵机系统实验平台,分别采用Proportion-Integral-Derivative（PID）控制器、基于PI的改进滑模控制器、基于最小参数法的径向基滑模控制器对电动舵机系统进行控制,验证控制策略的可行性。由实验结果可知,在1°以上大角度情况下,上述三种控制算法均能较好的控制电动舵机跟随舵偏指令,但在0.1°小角度情况下,PID控制算法存在较大的位置跟踪误差、位置跟踪平顶及速度死区现象,同时存在0.079°、14.7Hz弹道极限环震荡。而采用基于PI的改进滑模算法和基于最小参数法的径向基滑模控制算法分别将位置平顶时间从64ms降低至12ms和9ms,位置跟踪误差从0.123°降低至0.029°和0.04°,大幅提高位置跟踪精度,同时,弹道抖动频率及幅值分别降低至0.028°、10.4Hz和0.034°、6.8Hz,且无极限环震荡现象。研究表明,所提出的电动舵机系统及控制方案可行,能较好抑制扰动影响,提高电动舵机系统的跟踪精度,抑制弹道极限环震荡。论文研究成果对今后的电动舵机系统的研究和研制工作都具有一定的参考及借鉴作用,对今后的进一步研究也具有一定的参考价值。
王春阳[8]（2013）在《分数阶PlλDμ控制器参数整定方法与设计研究》文中认为进入21世纪以来，随着分数阶微积分理论研究不断取得突破，分数阶微积分控制理论研究开始成为控制领域中一个新的研究热点。研究发现基于分数阶微积分方程描述的实际系统或非线性系统物理意义更清晰，物理特性更精确；而基于分数阶PlλDμ控制器参数整定方法因其多了两个整定参数（积分阶次λ和微分阶次μ），使系统控制更灵活，控制效果更好。然而，由于分数阶控制理论尚处于理论研究阶段，分数阶PlλDμ控制器参数整定方法主要还是采用整数阶PID控制器参数整定方法，分数阶PlλDμ控制器设计与实现方法比较复杂，对计算能力要求高，因此，分数阶PlλDμ控制器的理论和应用研究有待进一步深入和完善。本文针对分数阶PlλDμ控制器参数整定方法、分数阶微积分算子（s±α）的离散化方法、分数阶PlλDμ控制器设计与实现以及分数阶控制系统动态响应特性仿真实验进行了深入系统的研究。主要研究工作及创新性成果如下：1.针对被控对象模型已知的稳定最小相位被控对象，在相位裕度和幅值裕度等传统整数阶PID控制器参数整定方法的基础上，提出了控制系统开环传递函数相位Bode图在截止频率ω c附近相对平坦（flat-phase）的对增益变化具有鲁棒性的分数阶PlλDμ控制器参数整定方法。而针对一类未知模型、稳定的最小相位被控对象，通过采用一种继电反馈测试实验的方法，提出了具有等阻尼（Iso-damping）特性的自整定分数阶PlλDμ控制器参数整定方法。实验结果表明本文提出的分数阶PlλDμ控制器参数整定方法不仅可以改善控制系统动态响应特性，而且可以获得比整数阶PID控制器参数整定方法更强的鲁棒性。2.采用本文提出的分数阶PI λ Dμ控制器参数整定方法完成了面向不同被控对象的分数阶PI λ Dμ控制器设计。（1）提出并设计了面向一阶、二阶及三阶等被控对象的IOPID、FOPI、FO[PI]、FOPD、FO[PD]和FOPID等控制器。（2）提出并设计了面向滞后被控对象的IOPID、FOPI、FO[PI]、FOPD、FO[PD]和FOPID等控制器。（3）提出并设计了面向分数阶被控对象的IOPID、FOPI、FO[PI]和FOPID等控制器。（4）提出并设计了面向一组未知模型、稳定且具有最小相位的被控对象、系统具有等阻尼特性的自整定FOPI和FO[PI]控制器。3.系统研究了分数阶微积分算子s±α（α∈R）的解析数值近似法、直接离散化近似法和间接离散化近似法。重点研究了近似效果较好的Al-Alaoui+CFE直接离散化方法以及Oustaloup和改进Oustaloup间接离散化方法。并利用这些方法实现了分数阶PlλDμ控制器数值离散化处理。4.基于Matlab/Simulink符号工具箱，在分数阶PlλDμ控制器离散化数值实现的基础上，设计得到不同分数阶PI λ Dμ控制器封装模块和控制系统仿真原理图，运行仿真原理图得到不同控制系统的单位阶跃响应特性，并进行系统动态响应特性的对比分析。5．首次在基于LabVIEW的半实物实验平台上实现了分数阶PlλDμ控制器参数整定方法的实验研究。通过将数据采集板、控制软件、外设接口、放大器和物理设备的合理配置，搭建了实验仿真平台，并在该平台上进行了基于IOPID、FOPD、FO[PD]等控制器的系统动态特性仿真实验研究。进一步验证了采用分数阶PlλDμ控制器参数整定方法不仅可以改善系统动态响应特性，而且可以获得好于传统PID控制器参数整定方法的系统鲁棒性及抗干扰性。推动了分数阶PI λ Dμ控制器在实时控制系统中的应用。最后，对本文所做的工作进行总结，并对今后的研究工作进行展望。
崔晓波[9]（2015）在《超临界机组典型非线性过程的建模与控制研究》文中研究指明控制系统作为超临界机组的神经中枢,对机组稳定、安全与经济运行起着举足轻重的作用,而实际控制系统存在再热汽温系统自动难投入和协调系统调节负荷速度慢的两个突出问题,本文围绕上述超临界机组两个典型非线性子系统开展了控制导向的建模与控制研究,进行了建模方法、优化算法改进、控制策略设计与控制方法改进等工作,利用所建模型分别对两个系统进行了预测控制设计与仿真试验研究,此外对机炉协调系统还进行了实际工程应用研究,本文的主要成果包括：1.针对阶跃响应连续模型传统辨识方法存在的问题,提出了一种可辨识模型阶次与模型参数的连续时间模型辨识方法。将初始稳态值与模型参数共同纳入辨识参数向量,从而直接将阶跃响应输出作为原始辨识数据,避免了传统算法辨识前的数据增量化处理,消除了测量噪声和非稳定初始条件对增量化处理的影响；引入一阶积分环节实现了辨识模型纯延时参数的分离,实现了连续时间模型全参数直接辨识；通过滤波器避免了含有噪声信号的直接微分运算,减小了测量噪声对模型辨识的影响；结合经典的确定性系数R2与AIC标准确定了模型的阶次。基于该辨识算法建立了三个负荷点（高、中、低）的再热汽温系统模型。2.针对超临界机组实际再热汽温系统与预测控制算法本身存在的问题,提出了一种基于Laguerre函数的块结构多模型预测控制（MMBLFPC）算法。将预测控制用于再热汽温控制系统的设计,解决了再热汽温系统大惯性与大滞后问题；将预测控制的性能指标修改为集成经济性的性能指标,减少了再热汽温喷水量提高了机组经济性；结合多模型控制结构解决了再热汽温对象非线性的问题；采用块结构方式为预测控制提供更长的计算时间,通过引入Laguerre网络对优化变量进行压缩处理实现了优化变量的降维,提高了求解预测控制器的计算速度；将降阶后的数据驱动模型进行状态空间转换,转换后的模型用于MMBLFPC内部模型,避免了状态观测器的设计与丢番图方程的求解。通过MMBLFPC在三个工况点下的仿真验证,证明了MMBLFPC再热汽温控制方法具有良好的控制性能同时具有较高的经济性,算法本身计算速度快易于工程应用。3.针对传统灰箱建模优化存在的问题,提出了一种可以处理各种不等式约束的择优竞争型混合搜索优化算法。通过结合受限教学粒子群算法迅速确定可行解集空间区域；通过复合形算法提升了对非平滑问题在选定区域的搜索能力；通过结合搜索步长相对较大的生成集合算法解决了复合形算法计算量较大的问题,同时也解决了复合形算法对带噪声的优化目标函数求解可能失效的问题。基于无噪声测试函数、噪声测试函数和本文的机炉协调模型与其它常用的灰箱模型优化算法进行比较,证明了此优化算法的有效性与优越性。对实际机组协调系统做了三个负荷段（高、中、低）的输入扰动试验,得到了较为全面的试验数据,结合提出的优化算法对仿真模型的静态参数与动态参数进行优化求解,建立了适用负荷范围更广的非线性机炉协调仿真模型。4.针对基于线性化的传统非线性预测控制方法存在的缺点,提出了一种改进的牛顿型非线性预测控制技术。通过在预测时域内改进原单点线性化不变模型为依赖状态变化的多点线性化模型,提高了预测控制器内部模型的预测精度,将所提算法应用于建立的机炉协调非线性模型,通过仿真比较证明了该控制策略对于非线性对象在长预测时域情况下,控制器性能优于传统单点线性化非线性预测控制。针对多变量预测控制器参数整定难的问题,结合电网考核性能指标与传统控制系统性能指标,利用Goal attainment多目标优化算法对所提出的控制策略进行多目标控制器参数优化,得到了更优的控制器参数。针对所提控制算法计算复杂度更大的问题,结合支持向量机回归进一步提出了一种复杂控制器显性计算转换思想,通过该思想将原改进的牛顿型非线性预测控制方法转化为显性的SVM运算,通过对建立的非线性机炉协调模型进行仿真研究,证明了该算法的有效性。5.提出了一种易于计算机实现的简化多模型切换预测控制算法并对机炉协调系统进行了工程应用。通过选择控制时域为1和单重合点预测思想简化了预测控制的计算；将输出预测的计算分解为自由输出与强迫输出两部分,避免了丢番图方程的求解；通过对传统二次规划算法进行修改,得到了一种可调节计算时间的简化二次规划算法,基于提出的简化算法求解控制率,降低了预测控制求解时间；采用多模型切换控制策略,解决了对象非线性问题。为了解决切换无扰的问题,将模糊隶属函数引入到性能指标中,提出了一种新的模糊软切换方法,特点是在实现切换无扰的同时提高计算效率。将提出的算法在超临界机组仿真机环境下进行大量的仿真验证,证明了此算法的有效性,最后将此控制方法实际应用于火电厂协调控制系统优化,优化前后效果明显,提高了机组的运行稳定性与负荷响应速度。
左月飞[10]（2016）在《永磁同步电机伺服系统的转速控制策略研究》文中进行了进一步梳理作为工业机器人的三大核心部件之一,高性能伺服电机及其驱动器的性能还有待进一步提高。本文对永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）伺服系统的转速控制策略进行了研究。传统的伺服控制系统大多采用PI控制器,而PMSM是个多变量、非线性的控制对象,在实际应用中存在许多不确定的扰动,传统PI控制器难以同时满足伺服系统跟踪性和鲁棒性的要求。传统转速环PI控制器在设计时考虑了很多非理想因素和滤波环节,导致了控制器的参数与系统性能之间关系比较复杂。为解决这一问题,本文通过忽略传统PI控制器设计中的一些非理想因素和滤波环节,对系统模型进行了简化。在简化模型的基础上,采用基于状态方程的设计方法设计了复合PI控制器。传统的PI控制器在设计时先选定控制器的结构形式,而后再通过传递函数分析系统的控制性能。而本文所采用的PI控制器设计方法与传统的方法刚好相反,先设计跟踪误差的衰减规律,而后反推得到控制器的形式。采用本文设计得到的复合PI控制器具有以下优点:控制器结构简单;控制器参数与系统性能之间的关系也比较简单,便于整定;可以适应存在多种输入类型的场合。简化后的转速环控制系统经复合PI校正后为一个二阶系统,其阶跃响应在阻尼比为1的情况下仍然会存在超调。另外,转速环PI控制系统是一种一自由度控制器,无法独立调节控制系统的跟踪性能和抗扰性能。IP控制器尽管可以被用来消除转速控制系统阶跃响应的超调,但会导致系统对连续变化输入的跟踪性能较差。为解决这一问题,本文提出了一种变结构PI控制器,可以实现系统在连续变化输入作用下表现为PI控制系统,在阶跃输入的作用下表现为IP控制系统,既消除了阶跃响应的超调也提高了系统对连续变化输入的跟踪性能。为进一步提高IP控制器的跟踪性能,本文提出了一种最优IP控制器,同样在阻尼比为1的情况下,保证系统阶跃响应无超调时的响应速度最快。然而,最优IP控制器对连续变化输入的跟踪性能仍然较差。为解决这一问题,本文提出了一种变给定增益PI控制器,可以实现系统在连续变化输入作用下表现为PI控制系统,在阶跃输入的作用下表现为IP控制系统。最后,本文还提出了一种基于安排过渡过程的超调抑制方法,利用PI控制系统能够在无扰动的情况下无稳态误差地跟踪连续变化输入这一特性来消除阶跃响应的超调。传统的二自由度控制器采用基于传递函数的分析方法,物理意义不明确。为此,本文采用了内模控制原理来设计扰动观测器（Disturbance Observer,DOB）,阐述了传统DOB设计过程的物理意义。本文采用基于状态方程的方法设计得到了非矩阵形式的全阶状态观测器（Full-order State Observer,FSO）和降阶状态观测器（Reduced-order State Observer,RSO）。观测器的作用是构建一个与实际系统相同的模型,并迫使模型的输出跟踪实际系统的输出,从而使模型的状态趋近与实际系统的状态。为了实现模型的输出跟踪实际系统的输出,观测器中需要使用控制器。本文采用系统控制器的设计思路来设计观测器中的控制器,简化了观测器的设计过程。尽管传统二自由度控制器调节系统抗扰性能时不会影响系统的跟踪性能,但调节跟踪性能时会影响系统的抗扰性能,或者说系统的跟踪性能与抗扰性能之间未完全解耦,这导致了控制器参数调节的复杂性。为解决这一问题,本文提出了跟踪性能和抗扰性能完全解耦的P+RSO、P+FSO二自由度控制器。采用解耦控制器后,观测器的带宽只影响系统的抗扰性能,而比例系数只影响系统的跟踪性能,可以分别调节这两参数来独立地调节系统的跟踪性能和抗扰性能,从而可以简化控制器的参数整定过程。现代控制理论中状态观测器的设计依赖于系统模型,若系统模型中的状态系数和控制增益未知时,状态观测器将无法设计。为解决上述问题,韩京清提出了扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）。然而,采用ESO的控制系统仍然会受参数不确定性的影响。本文分析了状态系数和控制增益的不确定性对控制系统性能的影响。分析结果表明,状态系数的不确定性对系统跟踪阶跃输入的性能和抗扰性能影响很小,主要会对系统跟踪连续变化输入的性能产生影响,而控制增益对系统的跟踪性能和抗扰性能均会产生影响,且相比于状态系数的影响要大得多。在参数未知的情况下,可以利用参数准确时系统对连续变化输入跟踪性能更好的特性来离线估算实际控制增益。本文针对转速环控制增益变化的首要因素——转动惯量的变化,采用了基于正交原理的转动惯量在线辨识方法,并利用辨识得到的转动惯量实时调节系统的PI控制器和P+ESO控制器的参数,提高了两种控制系统对转动惯量变化的自适应性。
二、阶跃函数理论的改进（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、阶跃函数理论的改进（论文提纲范文）
（1）基于CFD的动导数计算及非线性气动力建模技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 动稳定性导数研究现状 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 动稳定导数的试验 |
| 1.2.3 动稳定导数的计算 |
| 1.3 非定常气动力建模研究现状 |
| 1.3.1 建模方法发展历程 |
| 1.3.2 非定常气动力试验技术 |
| 1.3.3 非定常气动力数值计算 |
| 1.4 面临的问题 |
| 1.4.1 动导数求解方面 |
| 1.4.2 非定常气动力建模方面 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第2章 气动力数值模拟中的理论和技术 |
| 2.1 计算网格生成技术 |
| 2.1.1 概述 |
| 2.1.2 网格分类 |
| 2.1.3 动态网格技术 |
| 2.2 气动分析方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 离散格式 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 复杂工况下的动稳定性导数数值模拟 |
| 3.1 常规的动导数计算方法 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 小幅度强迫谐和振荡方法 |
| 3.1.3 算例验证 |
| 3.2 地面效应及水面效应影响下的动导数计算分析 |
| 3.2.1 计算模型、网格以及边界条件 |
| 3.2.2 VOF模型 |
| 3.2.3 计算状态以及结果分析 |
| 3.3 尾流影响下的动态稳定特性计算分析 |
| 3.3.1 尾流的分类 |
| 3.3.2 翼梢涡流对于后机的纵向动态稳定特性影响计算分析 |
| 3.3.3 发动机尾喷流对于后机的纵向动态稳定特性影响计算分析 |
| 3.3.4 螺旋桨滑流对于后机的纵向动态稳定特性影响计算分析 |
| 3.4 两机编队飞行时的动态气动力特性计算分析 |
| 3.5 进排气效应对于动稳定特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 新型动导数数值模拟方法 |
| 4.1 常规动导数计算方法的不足之处 |
| 4.1.1 缺陷 |
| 4.1.2 改进思路 |
| 4.2 谐和振荡提升效率的方法 |
| 4.2.1 谐波平衡法 |
| 4.2.2 时间谱方法 |
| 4.3 升沉/平移振荡法求解单独动导数 |
| 4.3.1 升沉/平移振荡法 |
| 4.3.2 算例验证 |
| 4.4 旋转流场法求解单独动导数 |
| 4.4.1 旋转流场法 |
| 4.4.2 算例验证 |
| 4.5 差分法求解单独动导数 |
| 4.5.1 差分法 |
| 4.5.2 算例验证 |
| 4.6 阶跃响应法求解单独动导数 |
| 4.6.1 阶跃响应法 |
| 4.6.2 算例验证 |
| 4.7 单独动导数求解方法对比 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 基于气动导数的非定常气动力模型及其应用 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 经典气动导数模型的应用 |
| 5.2.1 小迎角下的气动导数模型应用 |
| 5.2.2 大迎角下的气动导数模型应用 |
| 5.3 气动导数模型的改进 |
| 5.3.1 改进1:考虑高阶项的非线性模型 |
| 5.3.2 改进2:考虑气动导数变化的高阶非线性模型 |
| 5.4 气动导数模型的局限 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于高精度CFD方法的大迎角非定常气动力建模 |
| 6.1 大迎角非定常气动力建模方法 |
| 6.1.1 传统的数学模型 |
| 6.1.2 智能算法模型 |
| 6.1.3 本文选择的建模方式 |
| 6.2 大迎角下的高精度CFD方法计算验证 |
| 6.2.1 大迎角静态气动特性计算验证 |
| 6.2.2 大迎角非定常运动计算 |
| 6.3 基于原始模型的大迎角非定常气动力建模 |
| 6.3.1 原始状态空间模型 |
| 6.3.2 输出方程 |
| 6.3.3 参数辨识 |
| 6.3.4 建模结果 |
| 6.4 影响大迎角非定常气动力的因素分析、提取与模型的改进 |
| 6.4.1 俯仰角速度的影响 |
| 6.4.2 减缩频率的影响 |
| 6.4.3 振幅的影响 |
| 6.5 改进的新模型验证分析 |
| 6.5.1 与原始模型的对比 |
| 6.5.2 不同减缩频率下的非定常气动建模能力 |
| 6.5.3 不同振幅下的非定常气动力建模能力 |
| 6.5.4 不同减缩频率、振幅下的非定常气动力建模能力 |
| 6.6 F-18 缩比模型的验证分析 |
| 6.7 新模型存在的问题 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）轨道交通中永磁同步电机控制关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图表中符号与缩写表 |
| 1 引言 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.1.1 轨道交通中永磁同步电机牵引传动系统的应用 |
| 1.1.2 论文研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机弱磁控制策略 |
| 1.2.2 永磁同步电机参数变化和辨识控制策略 |
| 1.2.3 永磁同步电机高速下特殊工况控制策略 |
| 1.3 方波工况下控制存在的问题和研究点 |
| 1.3.1 弱磁控制 |
| 1.3.2 电机参数辨识 |
| 1.3.3 惰行及带速重投控制 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 2 永磁同步电机基本理论 |
| 2.1 永磁同步电机数学模型及控制实现方式 |
| 2.1.1 永磁同步电机数学模型 |
| 2.1.2 永磁同步电机牵引传动系统的控制 |
| 2.2 永磁同步电机运行限制 |
| 2.3 在不同平面上的运行限制曲线 |
| 2.3.1 不同平面之间的变换关系 |
| 2.3.2 电流平面的运行限制曲线 |
| 2.3.3 电压平面的运行限制曲线 |
| 2.3.4 磁链平面的运行限制曲线 |
| 2.3.5 三个平面的综合对比 |
| 2.4 电流平面内不同控制策略的电流轨迹 |
| 2.4.1 d轴电流为零控制的电流轨迹 |
| 2.4.2 功率因数为1控制的电流轨迹 |
| 2.4.3 恒磁链控制的电流轨迹 |
| 2.4.4 MTPA控制的电流轨迹 |
| 2.4.5 MTPV控制的电流轨迹 |
| 2.4.6 弱磁控制的电流轨迹 |
| 2.4.7 最优电流轨迹的选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 永磁同步电机弱磁控制策略 |
| 3.1 传统的电压矢量角弱磁控制策略 |
| 3.2 电压矢量角与转矩间的关系 |
| 3.3 电压矢量角的调节范围 |
| 3.3.1 电压矢量角在电流平面的特性 |
| 3.3.2 弱磁控制下电压矢量角的有效调节范围 |
| 3.4 单电流调节器的设计 |
| 3.4.1 基于单q轴电流调节器-电压矢量角的弱磁控制 |
| 3.4.2 系统稳定性分析 |
| 3.5 仿真与实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 永磁同步电机弱磁电流轨迹控制策略 |
| 4.1 转矩特性曲线 |
| 4.2 电流轨迹控制策略 |
| 4.2.1 MTPA限制下电流轨迹的控制 |
| 4.2.2 弱磁区电流轨迹的控制 |
| 4.3 电流轨迹设计 |
| 4.3.1 基础电流轨迹设计 |
| 4.3.2 转矩特性曲线限制下电流轨迹控制 |
| 4.4 仿真与实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 永磁同步电机参数测量与补偿策略 |
| 5.1 永磁同步电机的离线参数测量 |
| 5.1.1 定子电阻 |
| 5.1.2 d、q轴电感 |
| 5.1.3 永磁体磁链 |
| 5.1.4 永磁体初始角度校正 |
| 5.1.5 脉冲延时校正 |
| 5.2 永磁同步电机弱磁区在线参数补偿策略 |
| 5.2.1 单参数不准的补偿控制 |
| 5.2.2 双参数不准的补偿控制 |
| 5.2.3 三参数不准的补偿控制 |
| 5.3 仿真与实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 本文控制策略在轨道交通牵引传动平台上的实验验证 |
| 6.1 轨道交通永磁同步电机牵引传动系统平台 |
| 6.2 系统仿真与实验工程统一化 |
| 6.3 大功率电力机车控制中高速分相区的实际问题 |
| 6.3.1 低制动转矩工况的控制策略 |
| 6.3.2 带速重投控制的脉冲封锁工况控制策略 |
| 6.3.3 带速重投控制的重投控制策略 |
| 6.4 180kW永磁同步电机牵引传动平台的地面试验 |
| 6.4.1 离线参数测量结果 |
| 6.4.2 全速度范围下PMSM运行控制 |
| 6.4.3 电机参数的补偿控制 |
| 6.4.4 全速度范围内的带速重投控制 |
| 6.4.5 方波工况下封锁脉冲的影响 |
| 6.5 1.2MW永磁同步电机牵引传动平台的现场试验 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结 |
| 7.1 本文取得的成果 |
| 7.2 需要进一步解决的问题 |
| 附录A 永磁同步电机实验平台 |
| A.1 3kW永磁同步电机平台 |
| A.2 180kW永磁同步电机平台 |
| A.3 1.2MW永磁同步电机平台 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）大流量插装式伺服阀的设计与控制方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 大流量插装式电液比例/伺服阀研究现状 |
| 1.1.2 直接驱动式伺服比例阀控制策略的研究现状 |
| 1.1.3 电液伺服系统控制方法的研究现状 |
| 1.2 主要研究内容 |
| 1.3 本章小结 |
| 第2章 大流量插装式伺服阀的参数匹配性设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 关键参数匹配性理论设计 |
| 2.2.1 主动式插装伺服阀的结构原理 |
| 2.2.2 主阀口遮盖量 |
| 2.2.3 主阀口面积梯度 |
| 2.2.4 主阀芯行程 |
| 2.2.5 先导控制腔面积 |
| 2.2.6 先导流量 |
| 2.3 主阀芯液压力与液动力的理论计算 |
| 2.3.1 控制体液动力分析 |
| 2.3.2 环形作用面积液动力分析 |
| 2.3.3 液压力与液动力小结 |
| 2.4 插装式伺服阀的参数设计实例 |
| 2.5 先导级伺服阀的确定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 伺服比例阀的建模与实验验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 比例电磁铁模型 |
| 3.2.1 电磁铁非线性模型 |
| 3.2.2 电磁铁参数测试 |
| 3.3 阀体模型 |
| 3.3.1 机械部分模型 |
| 3.3.2 液动力模型 |
| 3.3.3 液动力测试 |
| 3.3.4 阀体仿真模型 |
| 3.4 伺服比例阀整体模型实验验证 |
| 3.4.1 开环控制实验验证 |
| 3.4.2 闭环控制实验验证 |
| 3.5 模型线性化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 伺服比例阀的非线性滑模控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阀芯滑模运动的动力学约束 |
| 4.2.1 渐近线方程对阀芯运动的约束 |
| 4.2.2 各约束值的理论推导 |
| 4.3 滑模控制器设计 |
| 4.3.1 线性滑模控制器分析 |
| 4.3.2 非线性滑模控制器设计 |
| 4.4 滑模控制仿真分析 |
| 4.5 滑模控制实验分析 |
| 4.5.1 实验原理及设备 |
| 4.5.2 阶跃响应测试 |
| 4.5.3 频率响应测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 伺服比例阀的改进型滑模控制方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 积分器引入 |
| 5.3 速度前馈补偿 |
| 5.4 高/低压电源切换 |
| 5.5 LVDT传感器改造 |
| 5.6 基于加速度和加加速度联合约束的滑模控制器设计 |
| 5.6.1 基于加速度约束滑模控制器的失效分析 |
| 5.6.2 基于加速度和加加速度联合约束的滑模面设计 |
| 5.6.3 新滑模面的实验验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 插装式伺服阀的非线性控制方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 插装式伺服阀的理论模型 |
| 6.2.1 主级阀芯的力平衡方程 |
| 6.2.2 主级阀先导控制腔的流量连续方程 |
| 6.2.3 先导级伺服阀动态特性方程 |
| 6.2.4 插装式伺服阀的整体数学模型 |
| 6.3 基于反步法的非线性自适应鲁棒控制器设计 |
| 6.3.1 模型设计及问题声明 |
| 6.3.2 离散映射方法 |
| 6.3.3 反步设计第一步 |
| 6.3.4 反步设计第二步 |
| 6.3.5 反步设计第三步 |
| 6.3.6 控制器设计的主要结论 |
| 6.3.7 控制器的简化 |
| 6.4 插装式伺服阀的非线性自适应鲁棒控制仿真分析 |
| 6.4.1 阶跃响应仿真测试 |
| 6.4.2 参数自适应仿真分析 |
| 6.4.2.1 针对泄漏系数变化的参数自适应仿真分析 |
| 6.4.2.2 针对先导供油压力变化的参数自适应仿真分析 |
| 6.4.2.3 针对阀系数变化的参数自适应仿真分析 |
| 6.5 插装式伺服阀的非线性自适应鲁棒控制实验研究 |
| 6.5.1 实验测试平台及实验方法简介 |
| 6.5.2 阶跃响应实验测试 |
| 6.5.3 频率响应实验测试 |
| 6.5.4 参数自适应实验测试 |
| 6.5.4.1 针对先导供油压力变化的参数自适应实验测试 |
| 6.5.4.2 针对阀系数变化的参数自适应实验测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的主要科研成果 |
（4）永磁同步电机快速响应高精度伺服控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外在该领域的研究现状 |
| 1.2.1 快速响应高精度控制关键问题简析 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于模型预测理论的电流控制策略 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电流预测控制的基本理论 |
| 2.2.1 数学模型 |
| 2.2.2 损失函数 |
| 2.3 时延问题分析及补偿策略 |
| 2.3.1 时延问题分析 |
| 2.3.2 时延问题补偿策略 |
| 2.4 系统带宽分析及提高策略 |
| 2.4.1 系统带宽分析 |
| 2.4.2 系统带宽提高策略 |
| 2.5 仿真分析与实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 参数灵敏度分析与逆变器电压补偿 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 参数灵敏度分析 |
| 3.2.1 电感参数灵敏度分析 |
| 3.2.2 电阻参数灵敏度分析 |
| 3.2.3 磁链参数灵敏度分析 |
| 3.3 逆变器死区效应分析 |
| 3.3.1 死区效应的机理 |
| 3.3.2 死区效应的影响 |
| 3.4 逆变器电压补偿策略 |
| 3.4.1 基于积分补偿的电流静差消除策略 |
| 3.4.2 基于神经网络的电流谐波抑制策略 |
| 3.5 仿真分析与实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于预测函数理论的速度控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预测函数控制的基本理论 |
| 4.2.1 预测模型 |
| 4.2.2 基函数 |
| 4.2.3 模型误差校正 |
| 4.2.4 参考轨迹 |
| 4.2.5 损失函数 |
| 4.3 预测函数控制在速度控制中的应用 |
| 4.3.1 速度预测模型的确定 |
| 4.3.2 基函数的选取 |
| 4.3.3 速度预测模型的误差校正 |
| 4.3.4 参考轨迹的计算 |
| 4.3.5 损失函数的设计 |
| 4.4 仿真分析与实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于分段优化理论的位置控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 伺服系统最优控制策略分析 |
| 5.2.1 理想条件下的最优控制策略 |
| 5.2.2 实际条件下的最优控制策略 |
| 5.2.3 伺服系统运行阶段的划分 |
| 5.3 分段优化控制在位置控制中的应用 |
| 5.3.1 速度指令控制策略 |
| 5.3.2 位置误差消除策略 |
| 5.4 仿真分析与实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（5）统一电能质量控制器（UPQC）装置多频无源控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 常用符号简写对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电能质量控制方案 |
| 1.2.2 变流器的控制技术研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 2 基于傅里叶变换的UPQC数学模型及其频谱无源性 |
| 2.1 UPQC结构及实现功能解耦时对建模变量的要求 |
| 2.1.1 并联侧变流器功能及其对建模变量要求 |
| 2.1.2 串联变流器功能及其对建模变量要求 |
| 2.2 并联侧变流器交流模型的傅里叶变换及其频谱无源性 |
| 2.2.1 并联侧变流器交流模型的傅里叶变换 |
| 2.2.2 并联侧变流器的频谱无源性 |
| 2.3 串联侧变流器交流模型的傅里叶变换及其频谱无源性 |
| 2.3.1 串联侧变流器交流模型的傅里叶变换 |
| 2.3.2 串联侧变流器的频谱无源性 |
| 2.4 变流器模型傅里叶变换的数字实时实现 |
| 2.5 本章小节 |
| 3 并联侧变流器的多频无源控制 |
| 3.1 并联变流器多频无源控制方案 |
| 3.2 多频无源控制器设计 |
| 3.2.1 传统无源控制理论设计多频无源控制器 |
| 3.2.2 控制器控制参数选取 |
| 3.2.3 控制器性能分析 |
| 3.3 改进的多频无源控制器设计 |
| 3.3.1 改进方法 |
| 3.3.2 改进的多频无源控制器控制参数选择 |
| 3.3.3 改进型控制器性能分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.4.1 直流稳压控制 |
| 3.4.2 多频无源控制器验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 串联侧变流器的多频无源控制 |
| 4.1 串联侧变流器多频级联无源控制总体方案 |
| 4.2 多频级联无源控制器设计 |
| 4.2.1 传统无源控制理论设计多频级联无源控制器 |
| 4.2.2 控制器控制参数选取 |
| 4.2.3 控制器性能分析 |
| 4.3 改进的多频级联无源控制器设计 |
| 4.3.1 改进方法 |
| 4.3.2 改进的多频级联无源控制器控制参数选择 |
| 4.3.3 改进型控制器性能分析 |
| 4.4 级联无源控制器实验验证 |
| 4.5 串联侧变流器多频高阶无源控制总体方案 |
| 4.6 多频高阶无源控制 |
| 4.6.1 传统控制理论设计多频高阶无源控制器 |
| 4.6.2 控制器控制参数选取 |
| 4.6.3 多频高阶无源控制器性能分析 |
| 4.7 改进的多频高阶无源控制 |
| 4.7.1 改进方法 |
| 4.7.2 改进的多频高阶无源控制器控制参数选择 |
| 4.7.3 改进后多频高阶无源控制器控制性能分析 |
| 4.8 高阶无源控制器实验验证 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 UPQC硬件软件设计及综合控制实验 |
| 5.1 电网、负载条件及控制目标 |
| 5.2 UPQC主电路参数 |
| 5.2.1 并联侧变流器主电路参数选取 |
| 5.2.2 串联侧变流器主电路参数选取 |
| 5.2.3 串并联变流器拓扑结构 |
| 5.3 UPQC结构 |
| 5.3.1 主控制器硬件设计 |
| 5.3.2 UPQC总体电气结构设计 |
| 5.4 UPQC实验验证 |
| 5.4.1 软件控制流程及指令信号提取 |
| 5.4.2 并联侧实验 |
| 5.4.3 串联侧实验 |
| 5.4.4 UPQC综合实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 今后展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于变密度拓扑优化方法的算法改进研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 结构拓扑优化发展概述 |
| 1.3 结构拓扑优化技术的应用 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 2 结构拓扑优化基本理论 |
| 2.1 拓扑优化的常用方法 |
| 2.2 拓扑优化中常见的数值不稳定现象及解决方案 |
| 2.3 结构拓扑优化的基本过程 |
| 2.4 两类拓扑优化问题定义 |
| 2.4.1 最小柔顺度问题 |
| 2.4.2 最小散热弱度问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于密度插值模型的基础过滤方法研究 |
| 3.1 基本过滤方法 |
| 3.1.1 敏度过滤 |
| 3.1.2 密度过滤 |
| 3.2 密度插值模型 |
| 3.2.1 SIMP密度插值模型 |
| 3.2.2 改进的SIMP密度函数插值模型 |
| 3.3 算例验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于拓扑优化方法的映射方案研究 |
| 4.1 Heaviside非线性映射方案 |
| 4.2 改进的Heaviside非线性映射方案 |
| 4.3 保体积非线性映射方案 |
| 4.4 改进的保体积非线性映射方案 |
| 4.5 算例验证及对比 |
| 4.5.1 保体积映射与非保体积映射的对比 |
| 4.5.2 原始保体积映射方案与改进的保体积映射方案的对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于拓扑优化方法的连续化方法研究 |
| 5.1 现有连续化方法的概括与归纳 |
| 5.1.1 方法1:P连续 |
| 5.1.2 方法2:P=3,β连续 |
| 5.1.3 方法3:β=50,P连续 |
| 5.1.4 方法4:P-β连续 |
| 5.2 方法5:P-β-P-β混合交叉连续 |
| 5.3 算例验证 |
| 5.3.1 最小柔顺度问题 |
| 5.3.2 最小散热弱度问题 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）电动舵机系统扰动分析与控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 电动舵机研究概况 |
| 1.2.1 电动舵机发展概况 |
| 1.2.2 电动舵机系统关键技术发展概况 |
| 1.3 电动舵机系统控制策略研究概况 |
| 1.4 主要研究内容及结构安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第二章 电动舵机系统设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统指标与设计要求 |
| 2.2.1 电动舵机系统设计要求 |
| 2.2.2 主要技术指标 |
| 2.3 电动舵机系统总体方案设计 |
| 2.3.1 系统组成 |
| 2.3.2 电动舵机系统传动方案 |
| 2.3.3 电动舵机系统控制方案 |
| 2.4 电动舵机系统参数设计 |
| 2.4.1 输入信号的分析确定 |
| 2.4.2 电机负载分析 |
| 2.4.3 机电参数选择 |
| 2.4.4 滚珠丝杠参数设计 |
| 2.4.5 电动舵机基本参数校核 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 电动舵机系统扰动分析与建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电动舵机数学模型 |
| 3.2.1 电动舵机系统工作原理 |
| 3.2.2 伺服电机数学模型 |
| 3.2.3 伺服电机驱动器数学模型 |
| 3.2.4 电动舵机线性数学模型 |
| 3.3 系统扰动源分析 |
| 3.3.1 间隙扰动问题 |
| 3.3.2 摩擦扰动问题 |
| 3.4 间隙扰动分析 |
| 3.4.1 电动舵机系统间隙模型分析 |
| 3.4.2 间隙幅值辨识研究 |
| 3.4.3 间隙影响分析 |
| 3.5 摩擦扰动分析 |
| 3.5.1 电动舵机系统摩擦模型分析 |
| 3.5.2 摩擦影响分析 |
| 3.6 扰动引发的平顶问题分析 |
| 3.6.1 间隙对平顶问题的影响分析 |
| 3.6.2 摩擦对平顶问题的影响分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于PI的改进滑模控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含扰动的数学模型 |
| 4.3 基于PI的改进滑模控制策略 |
| 4.3.1 PID控制器设计 |
| 4.3.2 改进的滑模控制器设计 |
| 4.3.3 滑模面的存在性及可达性验证 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于径向基网络的滑模控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 RBF网络概述 |
| 5.2.1 RBF网络原理 |
| 5.2.2 径向基函数原理 |
| 5.3 基于RBF的滑模控制器设计 |
| 5.3.1 系统描述 |
| 5.3.2 等效控制器设计 |
| 5.3.3 RBF网络控制器设计 |
| 5.3.4 稳定性分析 |
| 5.3.5 数值仿真及结果分析 |
| 5.4 改进的RBF滑模控制器设计 |
| 5.4.1 改进的RBF网络控制器设计 |
| 5.4.2 稳定性分析 |
| 5.4.3 数值仿真及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 电动舵机系统实验与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 电动舵机系统实验平台 |
| 6.2.1 实验平台组成及工作原理 |
| 6.2.2 电动舵机辅助测试系统 |
| 6.2.3 数据处理分析系统 |
| 6.3 电动舵机系统性能测试 |
| 6.3.1 正弦跟踪性能测试 |
| 6.3.2 阶跃跟踪性能测试 |
| 6.3.3 带宽性能测试 |
| 6.3.4 总体半物理联调测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 全文创新性工作 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）分数阶PlλDμ控制器参数整定方法与设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 分数阶微积分基本概念 |
| 1.2.1 基本函数 |
| 1.2.2 分数阶微积分定义及性质 |
| 1.2.3 分数阶微积分的 Laplace 变换 |
| 1.3 分数阶微积分在控制系统中的应用 |
| 1.3.1 分数阶控制系统微分方程描述 |
| 1.3.2 分数阶控制器参数校正方法研究现状 |
| 1.3.3 分数阶系统求解方法研究现状 |
| 1.3.4 分数阶微积分特点及存在的问题 |
| 1.4 本文主要内容及各章节安排 |
| 第二章 分数阶 PID 控制器设计与实现 |
| 2.1 分数阶 PID 控制器描述 |
| 2.1.1 概述 |
| 2.1.2 PID 控制器描述 |
| 2.2 分数阶 PID 控制器设计 |
| 2.2.1 PID 控制器参数变化对系统性能的影响 |
| 2.2.2 分数阶 PID 控制器参数整定方法与设计 |
| 2.3 分数阶 PID 控制器实现 |
| 2.3.1 解析法 |
| 2.3.2 直接离散化方法 |
| 2.3.3 间接离散化方法 |
| 2.4 分数阶 PID 控制系统设计实现与仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 整数阶被控对象分数阶 PID 鲁棒控制 |
| 3.1 一阶被控对象分数阶 PID 鲁棒控制 |
| 3.1.1 一阶被控对象与控制器模型 |
| 3.1.2 整数阶 PID 控制器的设计 |
| 3.1.3 分数阶 PID 控制器设计 |
| 3.1.4 数值仿真与结果分析 |
| 3.2 二阶被控对象分数阶 PID 鲁棒控制 |
| 3.2.1 二阶被控对象与控制器模型 |
| 3.2.2 分数阶PD μ控制器设计 |
| 3.2.3 数值仿真与结果分析 |
| 3.3 三阶被控对象分数阶 PID 鲁棒控制 |
| 3.3.1 三阶被控对象与控制器模型 |
| 3.3.2 分数阶Pl~λ Dμ控制器设计 |
| 3.3.3 数值仿真与结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 时滞被控对象分数阶 PID 鲁棒控制 |
| 4.1 时滞被控对象模型 |
| 4.2 时滞被控对象分数阶 PID 鲁棒控制器设计 |
| 4.2.1 整数阶 PID(IOPID)控制器设计 |
| 4.2.2 分数阶Pl~λ(FOPI)控制器设计 |
| 4.2.3 分数阶Pl~λ(FO[PI])控制器设计 |
| 4.2.4 分数阶Pl~λD~μ(FOPID)控制器设计 |
| 4.3 数值仿真和结果分析 |
| 4.3.1 IOPID 控制系统仿真 |
| 4.3.2 FOPI 控制系统仿真 |
| 4.3.3 FO[PI]控制系统仿真 |
| 4.3.4 FOPID 控制系统仿真 |
| 4.3.5 时滞系统单位阶跃响应特性对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 分数阶被控对象分数阶 PID 鲁棒控制 |
| 5.1 分数阶被控对象与分数阶控制器 |
| 5.1.1 分数阶被控对象数学模型 |
| 5.1.2 控制器模型 |
| 5.2 分数阶被控对象分数阶 PID 鲁棒控制器设计 |
| 5.2.1 整数阶 PID(IOPID)控制器设计 |
| 5.2.2 分数阶Pl~λ(FOPI)控制器的设计 |
| 5.2.3 分数阶Pl~λ(FO[PI])控制器设计 |
| 5.2.4 分数阶Pl~λD~μ(FOPID)控制器设计 |
| 5.3 数值仿真和结果分析 |
| 5.3.1 FOPI 控制系统仿真 |
| 5.3.2 FO[PI]控制系统仿真 |
| 5.3.3 FOPID 控制系统仿真 |
| 5.3.4 基于不同控制器的分数阶系统特性对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 分数阶 PID 控制器自整定方法 |
| 6.1 分数阶Pl~λD~μ控制器自整定原理 |
| 6.2 基于继电反馈的自整定分数阶Pl~λ控制器的设计 |
| 6.2.1 自整定分数阶Pl~λ(FOPI、FO[PI])控制器设计规则 |
| 6.2.2 自整定分数阶Pl~λ(FOPI)控制器设计 |
| 6.2.3 自整定分数阶Pl~λ(FO[PI])控制器设计 |
| 6.2.4 自整定控制器参数求解 |
| 6.3 数值仿真与结果分析 |
| 6.3.1 高阶被控对象 FOPI 和 FO[PI]控制系统仿真 |
| 6.3.2 带积分环节被控对象的 FOPI 和 FO[PI]控制系统仿真 |
| 6.3.3 延迟被控对象的 FOPI 和 FO[PI]系统仿真 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 基于 LABVIEW 软件的分数阶控制系统实验 |
| 7.1 基于 LABVIEW 的分数阶控制系统半实物仿真平台 |
| 7.2 基于 LABVIEW 的分数阶控制系统特性实验 |
| 7.2.1 基于 IOPID 控制器的控制系统实验 |
| 7.2.2 基于 FOPD 控制器的控制系统实验 |
| 7.2.3 基于 FO[PD]控制器的控制系统实验 |
| 7.2.4 动态特性分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（9）超临界机组典型非线性过程的建模与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超临界机组典型非线性过程建模研究现状 |
| 1.2.1 再热汽温系统建模国内外研究现状 |
| 1.2.2 协调系统建模国内外研究现状 |
| 1.3 超临界机组典型非线性过程控制研究现状 |
| 1.3.1 再热汽温控制系统国内外研究现状 |
| 1.3.2 协调控制系统国内外研究现状 |
| 1.4 文章主要工作与结构 |
| 1.4.1 文章主要工作 |
| 1.4.2 文章结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于改进参数辨识方法的再热汽温系统建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 线性滤波法基本原理 |
| 2.3 连续时间系统参数辨识 |
| 2.3.1 初始状态值处理 |
| 2.3.2 带有积分环节的滤波器 |
| 2.3.3 参数估计计算 |
| 2.4 模型阶次确定准则 |
| 2.5 再热汽温对象动态特性试验 |
| 2.6 再热汽温系统建模 |
| 2.7 模型验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多模型块结构Laguerre函数预测控制在再热汽温系统中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据驱动块结构预测控制 |
| 3.2.1 预测控制块结构实现 |
| 3.2.2 数据驱动状态空间模型 |
| 3.3 基于Laguerre函数模型预测控制结构 |
| 3.3.1 向量压缩 |
| 3.3.2 离散Laguerre网络 |
| 3.3.3 Laguerre函数模型预测控制 |
| 3.4 集成经济性性能指标 |
| 3.5 多模型策略 |
| 3.6 仿真研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于竞争型混合搜索优化算法的超临界机组协调系统灰箱建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于择优竞争型混合搜索优化算法 |
| 4.2.1 受限教学粒子群算法 |
| 4.2.2 生成集合算法 |
| 4.2.3 复合形算法 |
| 4.2.4 约束处理方法 |
| 4.2.5 TPSOGC计算方法流程 |
| 4.2.6 标准函数比较测试 |
| 4.2.7 测试结果分析 |
| 4.3 超临界机组协调系统非线性灰箱建模 |
| 4.3.1 原文献模型修正 |
| 4.3.2 协调系统状态空间实现 |
| 4.3.3 模型参数求取 |
| 4.3.4 现场数据验证 |
| 4.3.5 开环特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 显性改进型非线性预测控制及其在协调系统中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改进的非线性模型预测控制 |
| 5.2.1 多点线性化模型预测 |
| 5.2.2 滚动优化指标函数 |
| 5.2.3 约束处理 |
| 5.2.4 协调系统模型线性化 |
| 5.2.5 仿真研究 |
| 5.3 基于电网AGC考核指标的控制器参数优化 |
| 5.3.1 并网机组AGC考核指标及计算方法 |
| 5.3.2 优化目标与约束确定 |
| 5.3.3 基于Goal attainment算法的控制器多目标优化 |
| 5.3.4 优化结果 |
| 5.4 基于支持向量机的显性预测控制 |
| 5.4.1 支持向量机回归原理 |
| 5.4.2 预测控制SVM显性实现 |
| 5.4.3 仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 简化多模型切换预测控制在协调系统中的工程应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 简化多模型切换预测控制 |
| 6.2.1 预测模型 |
| 6.2.2 控制率计算 |
| 6.2.3 简化的二次规划算法 |
| 6.2.4 多模型软切换策略 |
| 6.3 仿真机测试验证 |
| 6.3.1 机组升降负荷的性能比较 |
| 6.3.2 AGC方式下负荷调节性能比较 |
| 6.3.3 一次调频性能比较 |
| 6.4 实际工程应用 |
| 6.4.1 工程应用中的实际问题 |
| 6.4.2 工程应用效果 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要成果 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 发表论文、申请专利及参加科研项目情况 |
（10）永磁同步电机伺服系统的转速控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 永磁同步电机伺服系统的控制原理 |
| 1.2.1 永磁同步电机的结构 |
| 1.2.2 永磁同步电机在旋转坐标系下的基本方程 |
| 1.2.3 永磁同步电机伺服系统的矢量控制 |
| 1.2.4 永磁同步电机伺服控制系统需要解决的问题 |
| 1.3 转速伺服系统的控制器研究进展 |
| 1.3.1 传统PI控制器 |
| 1.3.2 鲁棒伺服控制系统 |
| 1.3.3 二自由度控制器 |
| 1.3.4 基于内模控制原理的二自由度控制器 |
| 1.3.5 自适应控制器 |
| 1.3.6 滑模变结构控制器 |
| 1.3.7 自抗扰控制器 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 PMSM转速伺服系统的PI控制器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统的双闭环调速系统的工程设计方法 |
| 2.2.1 传统的电流环PI控制器设计 |
| 2.2.2 传统的转速环PI控制器设计 |
| 2.2.3 抗积分饱和与退饱和超调量 |
| 2.3 传统PI控制器下双闭环调速系统的仿真与实验 |
| 2.3.1 硬件平台 |
| 2.3.2 软件仿真程序 |
| 2.3.3 仿真与实验结果分析 |
| 2.3.4 引入给定前馈的转速环复合PI控制器 |
| 2.4 基于状态方程的转速环复合PI控制器设计 |
| 2.4.1 转速环复合PI控制器的设计 |
| 2.4.2 转速环复合PI控制系统的性能分析 |
| 2.4.3 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 消除PI控制器下阶跃响应超调的方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抑制超调的方法 |
| 3.2.1 输出微分负反馈 |
| 3.2.2 IP控制器 |
| 3.2.3 变结构PI控制器 |
| 3.2.4 实验结果与分析 |
| 3.3 变给定增益的PI控制器 |
| 3.3.1 最优IP控制器 |
| 3.3.2 变给定增益的PI控制器 |
| 3.3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 基于安排过渡过程的超调抑制 |
| 3.4.1 控制量限幅时的过渡过程 |
| 3.4.2 基于离散最速控制函数的过渡过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 二自由度控制器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于内模控制原理设计的二自由度控制器 |
| 4.2.1 内模控制原理与设计 |
| 4.2.2 第一类二自由度控制器 |
| 4.2.3 第二类二自由度控制器 |
| 4.2.4 基于内模控制原理的P+DOB二自由度控制器 |
| 4.2.5 实验结果与分析 |
| 4.3 基于状态方程的二自由度控制器设计方法 |
| 4.3.1 基于全阶状态观测器（FSO）的扰动观测器设计 |
| 4.3.2 基于降阶状态观测器（RSO）的扰动观测器设计 |
| 4.3.3 观测器中的控制器设计 |
| 4.3.4 基于状态方程的P+RSO二自由度控制器 |
| 4.3.5 基于状态方程的P+PLLO二自由度控制器 |
| 4.3.6 三种控制系统性能比较 |
| 4.4 跟踪性能与抗扰性能完全解耦的二自由度控制器 |
| 4.4.1 跟踪性能与抗扰性能完全解耦的P+RSO控制器 |
| 4.4.2 跟踪性能与抗扰性能完全解耦的P+PLLO控制器 |
| 4.4.3 实验结果与分析 |
| 4.4.4 跟踪性能与抗扰性能完全解耦的P+FSO控制器 |
| 4.4.5 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 参数不确定对系统性能的影响及自适应控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 状态系数的影响与扩张状态观测器 |
| 5.2.1 状态系数不确定性对控制系统性能的影响 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.2.3 状态系数未知时的扰动观测器 |
| 5.2.4 基于状态方程的P+ESO二自由度控制器 |
| 5.3 控制增益的影响 |
| 5.3.1 控制增益对PI控制系统性能的影响 |
| 5.3.2 仿真与实验结果分析 |
| 5.3.3 控制增益对P+ESO控制系统性能的影响 |
| 5.3.4 仿真与实验结果分析 |
| 5.4 转动惯量辨识与参数自整定 |
| 5.4.1 基于正交原理的转动惯量辨识 |
| 5.4.2 仿真与实验结果分析 |
| 5.4.3 基于转动惯量辨识的PI控制器和ADRC控制器参数自整定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果 |
四、阶跃函数理论的改进（论文参考文献）
- [1]基于CFD的动导数计算及非线性气动力建模技术[D]. 米百刚. 西北工业大学, 2018(02)
- [2]轨道交通中永磁同步电机控制关键技术研究[D]. 张梓绥. 北京交通大学, 2019(01)
- [3]大流量插装式伺服阀的设计与控制方法研究[D]. 方锦辉. 浙江大学, 2013(06)
- [4]永磁同步电机快速响应高精度伺服控制[D]. 高京哲. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [5]统一电能质量控制器（UPQC）装置多频无源控制研究[D]. 慕小斌. 北京交通大学, 2017(01)
- [6]基于变密度拓扑优化方法的算法改进研究[D]. 聂文建. 大连理工大学, 2019(02)
- [7]电动舵机系统扰动分析与控制策略研究[D]. 周满. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [8]分数阶PlλDμ控制器参数整定方法与设计研究[D]. 王春阳. 吉林大学, 2013(08)
- [9]超临界机组典型非线性过程的建模与控制研究[D]. 崔晓波. 东南大学, 2015(06)
- [10]永磁同步电机伺服系统的转速控制策略研究[D]. 左月飞. 南京航空航天大学, 2016(12)