bangbang控制

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基于MPC的三电平NPC变流器中点电位控制策略

基于MPC的三电平NPC变流器中点电位控制策略

电气传动2021年第51卷第10期ELECTRIC DRIVE 2021Vol.51No.10摘要:中点电位平衡是三电平中点钳位型(NPC )变流器研究的热点问题。

针对效率优化调制策略在实际应用时受非调制因素影响导致中点电位偏移的问题,提出了基于模型预测控制(MPC )的三电平NPC 变流器中点电位控制策略,通过预测两拍中点电位在效率优化策略中选择一组合适调制波,对其中点电位进行闭环控制,达到更好控制中点电位平衡的目的。

通过仿真与实验验证,所提出的中点电位控制策略在保证系统效率与输出总谐波畸变率(THD )满足要求的情况下,能够实际解决由非调制因素引起的中点电位偏移的问题。

关键词:三电平NPC 变流器;效率优化调制策略;模型预测控制(MPC );中点电位中图分类号:TM46文献标识码:ADOI :10.19457/j.1001-2095.dqcd20482Midpoint Potential Control Strategy for Three -level NPC Converter Based on MPCLI Jun 1,WANG Qian 2,LI Wanting 2,SHI Rong 3,LI Ning 2(1.Academy of Modern Electric Power Research ,North China Electric Power System ,Beijing 102206,China ;2.School of Electrical Engineering ,Xi'an University of Technology ,Xi ’an 710048,Shaanxi ,China ;3.State Grid Shaanxi Electric Power Company Economic Research Institute ,Xi ’an 710065,Shaanxi ,China )Abstract:The midpoint potential balance is a hot issue in the study of three-level neutral point clamped (NPC )converters.Aiming at the problem that the efficiency optimization modulation strategy is affected by non-modulation factors in the practical application so as to lead to the midpoint potential shift ,a three-level NPC converter based on model predictive control (MPC )was proposed to control the midpoint potential.The midpoint potential selected a suitable set of modulated waves in the efficiency optimization strategy ,and performed closed-loop control on the midpoint potential to achieve better control of the midpoint potential balance.Through simulation and experimental verification ,the proposed midpoint potential control strategy can actually solve the problem of midpoint potential shift caused by non-modulation factors while ensuring system efficiency and output total harmonic distortion (THD )meet the requirements.Key words:three-level neutral point clamped (NPC )converter ;efficiency optimization modulation strategy ;model predictive control (MPC );midpoint potential基于MPC 的三电平NPC 变流器中点电位控制策略李君1,王倩2,李婉婷2,施荣3,李宁2(1.华北电力大学现代电力研究院,北京102206;2.西安理工大学电气工程学院,陕西西安710048;3.国网陕西省电力公司经济技术研究院,陕西西安710065)基金项目:电力传输与功率变换控制教育部重点实验室开放课题(2018AC02);陕西省自然科学基础研究计划(20185M5041);西安市碑林区区科技项目(GX1938)作者简介:李君(1983—),女,硕士,工程师,Email :****************三电平NPC 变流器被广泛应用于中高压变频调速、电力系统无功补偿等领域[1]。

棒棒控制原理

棒棒控制原理

棒棒控制原理引言:棒棒控制原理是一种常用的控制方法,适用于各种自动化系统和机械设备。

该原理通过对输入信号进行处理,实现对输出信号的精确控制,从而使系统或设备按照预定的要求工作。

本文将详细介绍棒棒控制原理的基本概念、工作原理及应用领域。

一、基本概念棒棒控制原理是一种开环控制方法,其基本思想是通过调节输入信号的大小和方向,以实现对输出信号的控制。

棒棒控制原理的名称来源于其调节过程类似于用棒子推动物体,通过不断调整推力的大小和方向来实现物体的移动。

在实际应用中,棒棒控制原理通常通过传感器采集系统或设备的状态信息作为输入信号,再经过控制器处理后输出控制信号,从而完成对系统或设备的控制。

二、工作原理棒棒控制原理的工作原理可以分为三个步骤:感知、处理和执行。

1. 感知:通过传感器感知系统或设备的状态信息,并将其转化为电信号。

这些状态信息可以包括温度、压力、速度、位置等。

感知到的状态信息作为输入信号被传递给控制器。

2. 处理:控制器接收到输入信号后,根据预设的控制算法对信号进行处理。

这个过程包括对输入信号进行放大、滤波、调节等操作,以确保输出信号能够准确地反映系统或设备的状态。

3. 执行:经过处理后的信号被送往执行机构或设备,通过控制执行机构的动作来实现对系统或设备的控制。

执行机构可以是电动机、阀门、气缸等,具体选择根据不同的应用需求而定。

三、应用领域棒棒控制原理广泛应用于各种自动化系统和机械设备中。

以下是一些常见的应用领域:1. 工业自动化:在工业生产中,棒棒控制原理常被用于控制生产线上的机械设备,如机械臂、输送带等。

通过对输入信号的处理和输出信号的控制,可以实现生产过程的自动化和精确控制。

2. 智能家居:在智能家居系统中,棒棒控制原理可以用于控制家庭电器的开关、调节家庭照明等。

通过手机、智能音箱等设备发送指令,控制器接收到指令后对输入信号进行处理,并输出相应的控制信号,实现对家庭设备的远程控制。

3. 机器人技术:在机器人技术领域,棒棒控制原理被广泛应用于机器人的运动控制。

bang-bang控制

bang-bang控制

对调速范围宽、静态误差小和动态响应快的随动系统来说,单闭环控制是不能满足要求的,所以随动系统采用电流环、速度环和位置环来完成控制。

在随动系统控制中,pid 控制具有结构简单且在对象模型不确知的情况下也可达到有效控制的特点,但对模型参数变化及干扰的适应能力较差。

bang-bang控制在系统偏差大,可加大系统的控制力度,提高系统的快速性,因此,bang-bang控制是随动系统中不可缺少的控制方式。

bang-bang控制理论bang-bang控制最早由庞特里亚金提出。

在移动目标集的时间最优控制问题中,已知受控系统的状态方程为x(t)=f(x(t),t)+b(x(t),t)u(t),假设f(x(t),t)和b(x(t),t)的元对x(t)和t是连续可微的。

r维容许控制向量u(t)的约束条件为|uj(t)|≤1,j=1,2,…,r。

从初态x(t0)=x0出发,在某一末态时刻t>t0,首次达到移动目标集g(x(t),t)=0。

其中g是p维向量函数,其各元对x(t)和t 是连续可微的,同时性能指标j[u(.)]=∫dt t-t0为最小[6,7]。

最优控制u(f)应满足且=f(x(t),t)+b(x(t),t)u(t)(2)令其中bj(x(t),t)是矩阵b的第j列向量,则当达绝对极小,于是bang-bang控制u(t)即时间最优控制的各个分量u(t)都是时间t的分段常值函数,并在开关时间上由一个恒值到另一个恒值的跳变。

bang-bang控制在随动系统中的具体应用在随动系统需要进行调转运动时,在某点需要以最大可能的加速度εm进行回归,此时误差|em|≥emax当到达某点时,又需要以-εm进行减速,当速度减到零时,误差也恰好为零,这就需要通过bang-bang控制来完成[2][3][4][5]。

如图1的bang-bang 控制阈值曲线。

图1bang-bang控制阈值曲线图1中粗线表示速度变化曲线,细实线表示误差角变化曲线。

两四能级Ξ型原子系统相位噪声的BangBang控制

两四能级Ξ型原子系统相位噪声的BangBang控制

和Lo d ly 在此基础上 引入 了动力学解耦 方案 ,用动力 学的方 法压制单量子 比特 的消相干 , 从而保持 量子系统态 的相 干性
1,1 89

课题组前期的工作 已经 研究了单个多能级原子在 噪声
al =0 … 0 P) ( i 1… 。 义 )定
‘ ‘一

作 用下 的B 解耦 问题I 7 B l 。。量子通讯和量子信 息都涉及 多 ” 1 粒子系统 , 而两粒 子系统是一 个最 基本的多粒子 系统 , 因而 , 当前研究 内容为两 个四能级 ! 型原 子组成 的系统 处于相 位噪声环境下的B 解耦方案 。 B
为 H =Io 4 +H +Hi E 。其 中
0 、)、2 、3 , 1分 对 粒 和 子2 ) I Ip l P , 别 应 子1 粒 。 1 ) ) 2
H: 喜 。 鲁
p= l +
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场效应 思想设计脉冲序列控制系统 的有效哈密顿量 。 J 随后
它 被 发 展成 核磁 共振 技 术 中 的 解耦 和 重 聚 焦 技 术 。V oa ’ il
空 态 i i l, 可 为 个四 的 矢, 间, 矢l =,3 表示 一 列的 行 ) ( 2)
其 中非零位为 1 且前面共有 i ,全为零,后面位也 为零 , , 位
把 能级 的本征 值标 为 E ( 0I23 , 有 ,、、) l E ,—E i )h, =( p —1 / 为能级 间的可能跃迁 。 H let 在 i r b

在 所有的噪声抑 制方案 中,B n B n ( B)控 制被 ag ag B

bang-bang control

bang-bang control

1 ∗ ∗ u (t) = sgn(p2 (t)) = −1 ?
if p∗ 2 (t) > 0 if p∗ 2 (t) < 0 if p∗ 2 (t) = 0
(4.9)
p∗ 2
How many such crossings can we have? p∗ 2 (t) is linear ⇒ at most 1!
4.4.1
The bang-bang principle
x ˙ = Ax + Bu, x ∈ Rn , u ∈ U ⊂ Rm
106
−→ LTI, but generalization to LTV is straightforward [Knowles]. Control set: U = {u ∈ Rm : −1 ≤ ui ≤ 1, i = 1, . . . , m} Hypercube—natural generalization of the previous example, reasonable (independent constraints on actuators). Can also consider a more general convex set—the bang-bang principle still holds, but the formulas for u∗ are more explicit in the case of hypercube. Objective: steer x from a given initial state x0 to a given target state x1 in minimal time. −→ We assume throughout that there exists some control u that drives x0 to x1 . This is a kind of controllability assumption (but remember that U is bounded). Hamiltonian: H = p0 + pT (Ax + Bu). Adjoint equation: p ˙ = −AT p. the Maximum Principle : u∗ = arg maxu∈U pT (t)Bu. p∗ (t), Bu∗ (t) ≥ p∗ (t), Bu(t) or p∗ (t), B (u∗ (t) − u(t) =

陈梓童控制的歌词-控制 陈梓童

陈梓童控制的歌词-控制 陈梓童

竭诚为您提供优质的服务,优质的文档,谢谢阅读/双击去除陈梓童控制的歌词:控制陈梓童你喜欢听陈梓童的这首控制?那么你知道这首歌的歌词?下面是!小编为你整理了这首的歌词的一些相关的资料,希望对你有用!控制的歌词《控制(Lie)》歌词-陈梓童控制(Lie)-陈梓童词:苟庆曲:ssANgwrITe,Leejinho 爱若有一种寂寞令你快乐竟然已变成了我全部的快乐却忘了描绘自己的风格深陷在你背景里衬托你闪耀的品格hardtosay你送我的项链完美体现你对爱的表演hardtosay你说的话从来都是别人不容反驳的观点Lie难道你都不觉得孤单专制的危险Lie将我控制在你的世界温柔的说爱我温柔的照顾我温柔的囚禁我LoVeLoVe狠心的质疑我狠心的忽略我狠心的粉碎我LIeLIe也许看过了太多争强好胜两个人注定无法在爱里存活你爱我却只在你的立场以爱为名的枷锁像无法控诉的折磨hardtosay如果你愿意停下来一分钟尝试着聆听我hardtosay难道你看不见现在这个我像被洗掉了颜色Lie难道你都不觉得孤单专制的危险Lie将我控制在你的世界温柔的说爱我温柔的照顾我温柔的囚禁我LoVeLoVe狠心的质疑我狠心的忽略我狠心的粉碎我LIeLIeLie难道你都不觉得孤单专制的危险Lie将我控制在你的世界温柔的说爱我温柔的照顾我温柔的囚禁我LoVeLoVe狠心的质疑我狠心的忽略我狠心的粉碎我LIeLIe控制的演唱者信息陈梓童,1989年10月30日出生于江苏省南京市,歌手。

20XX年,参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐女声》的比赛,获得腾讯网络直通区10强、全国300强。

20XX年5月28日,召开新人发布会宣布正式出道;同年6月11日,推出首张个人ep专辑《最后一击Lastshot》。

]20XX年10月7日,在《中国好声音》第四季巅峰之夜,获得全国第二名。

20XX年1月,发行单曲《女皇令》。

20XX年5月11日,加盟电影《少年》。

陈梓童个人经历20XX年,年仅19岁的陈梓童报名参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐女声》腾讯网络直通区的比赛,获得腾讯网络直通区10强、全国300强。

第1章 绪论

第1章  绪论

5
主要经历三个阶段: 经典控制理论 现代控制理论 智能控制理论
6
1.1.1 经典控制理论
1 自动装置的发明与应用
公 元 前 1500 年 , 埃 及 人 ( Egyptians ) 和 巴 比 伦 人 (Babylonian.)发明了世界上最早的计时器-水钟,又称漏刻、 漏滴、漏壶或漏等。
7
图1-1 铜壶漏刻
Control
Systems》
Benjamin
高教出版社
6.《Modern

Control
Systems》
Richard C.Dorf 高教出版社
2
第一章
绪 论
主要内容:
1.1 引言
1.2
1.3 1.4 1.5 1.6
自动控制的基本概念
自动控制系统的组成 自动控制系统的分类 自动控制系统的应用实例 对自动控制系统的基本要求及教学内容
4
自动化的应用领域 :
工农业生产(如压力、张力、温度、流量、位移、湿度、粘度等自动 控制) 国防建设(如飞机自动驾驶、火炮自动跟踪、导弹、卫星、宇宙飞船 等自动控制) 社会经济(如模拟经济管理过程、经济控制论、大系统、交通管理、 图书管理等) 人类生活(如生物控制论、波斯顿假肢、人造器官等)
8
1642年,法国物理学家帕斯卡(B. Pascal)发明了第一台机械式十 进制加法器,解决了自动进位这一关键问题,也第一次确立了计算器 的概念,因此他被公认为制造机械计算机的第一人。 1657年,荷兰科学家惠更斯(C. Huygens)应用伽利略(G. Galilei, 1564-1642)的理论设计了钟摆,在他的指导下年轻的钟匠考斯特(S.
同时,由于有反馈的存在,整个控制过程是闭合的,故也称为闭 环控制。

基于bangbang算法的倒立摆

基于bangbang算法的倒立摆

Bang-bang起摆控制系统设计1、bang-bang控制原理bang-bang控制最早由庞特里亚金提出。

对调速范围宽、静态误差小和动态响应快的随动系统来说,单闭环控制是不能满足要求的,所以随动系统采用电流环、速度环和位置环来完成控制。

在随动系统控制中,pid控制具有结构简单且在对象模型不确知的情况下也可达到有效控制的特点,但对模型参数变化及干扰的适应能力较差。

bang-bang控制在系统偏差大,可加大系统的控制力度,提高系统的快速性,因此,bang-bang 控制是随动系统中不可缺少的控制方式。

2.基于Bang-Bang 反馈的起摆算法我们可将起摆分为以下四个阶段(定义摆杆自然下垂位置0φ=,以逆时针方向为正,箭头代表摆杆运动方向)。

图3-59 倒立摆能量起摆过程在初始时刻,小车位于导轨中心,摆杆自然下垂。

当进行起摆实验时,先向负方向给小车一个较大的力(小车有加速度),使摆杆运动,随后紧接着令小车停止,摆杆会在惯性的作用下,继续沿着与小车连接处的转轴向上运动(Ⅰ),达到最高点后,摆杆速度为零,在重力的作用下沿摆杆的轴心自动下落(Ⅱ),这时给小车施加一个相反的作用力,小车反向运动的同时通过连接轴给摆杆一个反向的力。

当再次到达初始点(0φ=)时,令小车制动,摆杆此时的速度不为零,在惯性的作用下继续运动,此时0φ<(Ⅲ)。

当0,0φφ<=时,即摆杆达到负方向的最高点,在重力的的作用下,摆杆回落,继续给小车施加负方向的力,直到0φ=下车制动(Ⅳ)。

反复以上动作,摆杆在小车驱动力的作用下,抛起的高度会不断增加,直到进入稳摆区域,切换到稳摆控制算法。

对以上的四种情况进行分析,可转化成控制算法:(1)0,0φφ==,控制量u n v =-,初始时刻(2)0φφ⨯<00u n v u n v φφ>=-⎧⎨<=⎩(3)00u φφ⨯>=3、系统工作原理便携式直线一级倒立摆工作原理图便携式直线一级倒立摆的工作原理是:数据采集卡采集到旋转编码器数据和电机尾部编码器数据,旋转编码器与摆杆同轴,电机与小车通过皮带连接,所以通过计算就可以得到摆杆的角位移以及小车位移,角位移差分得角速度,位移差分可得速度,然后根据自动控制中的各种理论转化的算法计算出控制量。

PID Bang-Bang双模控制系统

PID Bang-Bang双模控制系统

《计算机控制仿真》课程设计报告2012年6月26日飞思卡尔电机PID+Bang-Bang双模控制系统摘要:本文结合飞思卡尔电机,介绍了飞思卡尔电机控制系统的工作原理。

经过推导,建立了该电机的数学模型。

在MATLAB/Simulink中搭建了电机的仿真模型,分别对PID 控制和Bang-Bang控制进行了仿真,仿真结果表明这两种控制方法无法获得满意的控制效果。

为取得良好的控制效果,将PID控制和Bang-Bang控制相结合,设计了PID+Bang-Bang双模控制器,提高了系统的控制效果。

关键词:PID控制Bang-Bang控制稳定性快速性目录一、引言 (1)1.1 计算机控制仿真简介 (1)1.2 飞思卡尔智能车电机控制系统与课程设计的关系 (1)二、设计要求 (2)2.1 直流伺服电机的物理模型 (2)2.2 直流伺服电机的数学模型 (2)2.3 设计要求 (3)三、系统设计及结果分析 (4)3.1 PID调节 (4)3.1.1 比例控制校正 (4)3.1.2 比例微分控制校正 (6)3.1.3 PID控制器校正 (8)3.2 Bang-Bang控制 (10)3.3 PID+Bang-Bang双模控制 (11)3.3.1 控制原理 (11)3.3.2 鲁棒性分析 (12)四、实际应用 (13)五、设计总结 (15)5.1 PID各参数对系统性能的影响 (15)5.1.1 比例参数对系统性能的影响 (15)5.1.2 微分参数对系统性能的影响 (15)5.1.3 积分参数对系统性能的影响 (16)5.2 PID+Bang-Bang双模控制 (16)六、致谢 (16)七、参考文献 (17)一、引言1.1 计算机控制仿真简介计算机仿真是用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型,并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。

它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点,已成为分析、设计、运行、评价、培训系统(尤其是复杂系统)的重要工具。

《核电厂仪表与控制系统》第5部分-棒控制系统和棒位指示系统

《核电厂仪表与控制系统》第5部分-棒控制系统和棒位指示系统
磁力提升装置由抓钩组件和操作线圈组件组成。
控制棒驱动机构由带有槽纹的传动轴,三个电磁铁:提升磁铁、活动抓钩磁铁 和固定抓钩磁铁,传动杆,二个弹簧夹,固定抓钩线圈、活动抓钩线圈、提升 线圈,及互为120°对称分布的两组抓钩所组成。
三个线圈依照编排好的先后次序,依次通电和断电以产生使传动杆上升或下降 的电磁力以实现棒的上升或下降。在紧急停堆情况下,三个线圈均失电,整根 控制棒靠重力作用向下加速运动,直到堆芯底部,以实现快速停堆。
在没有任何控制逻辑信号情况下,只有固定抓钩线圈通电,使控制棒保持在当 前位置上不变。
三个电磁线圈感应的磁通量通过承压外壳去操作内部锁闩机构。按固定顺序接 通和断开电磁线圈电路,可使内部机构与棒驱动杆上的槽啮合或脱离。这样, 就使棒以步进方式插入堆芯或从堆芯提出。
在通电后固定抓钩或活动抓钩就可以抓牢棒的驱动杆。当给提升线圈通电或断 电时,活动抓钩可用于提升或下降控制棒。
运行顺序调换的好处为:MA、MB、MC和MD棒组具有差不多相同的价值, 周期性的交换灰棒组能够防止灰棒组附近的燃料棒有过多的燃耗阴影。
M2--M1、M1--Mγ、Mγ--Mβ之间的重叠量都为33%,而Mβ—Mα之间的 重叠量只有10%。重叠步数是可调的,介于0 ~ 135步之间,精度为±1步。
6.2 功率控制棒组运行特性(续)
1.功率控制组(M棒组)-用来调节反应堆功率;
2.轴向偏移棒组(AO棒组)-用来调整堆芯沿轴向的功率分布;
3.停堆棒组-在反应堆运行时处于完全提出位置,在收到反应堆紧急停堆信号后, 靠重力落入堆芯底部;
控制棒堆芯内布置图
69束控制棒
停堆棒组SD-4组,黑棒组件:SD1、SD2、SD3和SD4,各有8束棒,每组分 为2个子组,每个子组有4束棒。 功率控制组- 6组:M2、M1、MD、MC、MB和MA,

汽车EHB系统轮缸压力的BangBang-模糊PI控制

汽车EHB系统轮缸压力的BangBang-模糊PI控制

188机械设计与制造Machinery Design&Manufacture第1期2021年1月汽车EHB系统轮缸压力的BangBang-模糊PI控制吴中华I,郝永常2(1.无锡南洋职业技术学院,江苏无锡214100;2.邯郸学院,河北邯郸056000)摘要:为了提高对EHB系统轮缸目标压力跟踪的快速性和准确性,提出了基于BangBang-模糊PI组合控制的轮缸压力跟踪方法。

分析了EHB系统工作原理,建立了EHB系统数学模型;融合了BangBang控制快速跟踪和模糊PI控制精确跟踪的优势,以轮缸压力跟踪误差为阈值,提出了BangBang-模糊PI组合控制方法;跟踪前期由于误差较大,使用BangBang控制使轮缸压力迅速逼近目标值,跟踪后期由于误差较小,使用模糊PI控制实现轮缸压力精确跟踪。

经仿真验证可以看出,在增压和减压过程中,组合控制方法能够快速跟踪目标压力,比模糊PI控制在耗时上减少了一倍;在保压过程中,组合控制可以实现对压力完全跟踪,克服了BangBang控制的振动缺陷。

关键词:EHB系统;轮缸压力控制:BangBang控制;模糊PI控制;组合控制中图分类号:TH16;U461;U463文献标识码:A文章编号:1001-3997(2021)01-0188-05Vehicle EHB System Wheel Cylinder Pressure ControlBased on BangBang-Fuzzy PI ControllerWU Zhong-hua1,HAO Yong-chang2(l.Wuxi South Ocean College,Jiangsu Wuxi214100,China;2.Handan University,Hebei Handan056000,China) Abstract:To improve tracking rcqjidhy and accuracy of EHB system wheel cylinder pressure,wheel cylinder pressure tracking method based on BangBang-Fuzzy PI composite control is put forward.Working principle of EHB system is analyzed,and mathematical model of EHB system is builL Fast tracking advantage of BangBang control and high tracking accuracy advantage of Fuzzy PI control are composited,choosing wheel cylinder pressure tracking error as threshold,BangBang-皿zzyPI composite control method is proposed.In the preliminary,in view of the big error,BangBang control is used to make wheel cylinder pressure approach the goal rapidly.In the later stage,in view of s mall error,Fuzzy PI control is used to track the goal accurately.Clarified by simulation,in the process of pressure increasing and dumping9the goal pressure can be tracked rapidly by composite control method,the time cost of w hich is half of Fuzzy PI control.In the process of keeping pressure,thegoal pressure can be complete tracked by composite control,which overcome vibration shortcoming of Ban^an^control.Key Words:EHB System;Wheel Cylinder Pressure Control;BangBang Control;Fuzzy PI Control;Composited Control1引言随着汽车技术的发展,汽车速度不断提升,制动系统作为汽车安全最有力的保障系统,其快速精确的响应能力是汽车安全的重要保证m,因此研究制动系统控制问题意义重大。

bangbang控制

bangbang控制

【控制原理】
棒棒(Bang-Bang)控制的原理是把最优控制问题归结为:将状态空间划分为两个区域,一个区域对应于控制变量取正最大值,另一个区域对应于控制变量取负最大值。

这两个区域的分界面称为开关面,而决定棒棒控制的具体形式的关键就是决定开关面。

棒棒控制形式的最优控制常用于最速控制系统和最省燃料控制系统。

在正常情况下,棒棒控制的控制变量由正最大值跃变到负最大值的次数是有限的,只有在跃变瞬时控制变量可取值于限制范围的任何值。

但对于某些问题,棒棒控制中至少存在一个时间区间,其中控制变量可取为限制范围的任意值,这类问题称为奇异最优控制问题。

对于奇异最优控制问题,仅由极大值原理的条件还不足以确定奇异时间区间内的最优控制*与最优轨线*间的关系即综合控制的形式。

【Bang-Bang 控制】
所谓Bang-Bang 控制,实际上是一种时间最优控制,它的控制函数总是取在容许控制的边界上,或者取最大,或者取最小,仅仅在这两个边界值上进行切换,其作用相当于一个继电器,所以也是一种位式开关控制。

这种控制方式在某些方面具有比常规PID 控制较为优越的性能,尤其是对于给定值的提降及大幅度的扰动作用,效果更显著。

在动态质量上不仅体现为过渡时间短这一特点,而且在超调量等其他指标上也具有一定的改善。

在石油、化工等生产过程中,时间最优控制在经济上具有较大的意义。

一种可调双门限改进Bang-Bang导引规律

一种可调双门限改进Bang-Bang导引规律

性参 考系, 视线角, r , 11为 肠为 )7 1 拦截弹、 标速 目 度 矢量V 、 , 相 视 方向 V 对于 线的 角。
v个
v,. v,
值; a (k- 1 为 一 期导 指 . , ) 上 周 引 令。
文献[1]中提出了上述固定双门限Bang-Bang导
引的思路,但令人惋惜的是,文中并没有对此进行 具体的分析和讨论。再者,从导引过程及视线动态 过程的机理出发,固定的停控 、启控双门限值难以 在抑制视线抖动和兼顾导引精度之间取得 良好的协
持导引精度。
关键词: Bang- Bang 导 引规律; 可调导引门限; 防空反导
中图分类号: TJ 76 1.7 文献标识码 : A
Bang-Bang 导引规律是基于调节时间最短的变
结构鲁棒导引规律,具有鲁棒性好 、纠偏过渡过程
一般情况下 ,在拦截末段可认为有 : 林士 constant > 0 ,叱三 constant > 0 。
定的值要小,这会使得视线转率从停控门限到启控
常数) 为z, >0 ; 视线转率到达 平衡点的时 刻为too
则据此可取一个理论上能够满足视线无抖动的最小
门 的 时间间 要比z,. 短。 而, 小时9, 限 实际 隔 然 R较
较大, 特别当R-40时y,,>c , - o 这意味着在此情况
下视线转率将处于实际失控状态, 会使导引精度变 差。从兼顾导引精度与视线抑抖的角度考虑,不仅
以x =R 时为相对0 时刻, 。 则可得:
c = 9, 。 ( 12)
并由此以x >0 为代表情况, 确定式(3)的可调停控、
启控门限值 ,以求较好地兼顾视线抖动抑制和导引 精度的需求。

核电站中的控制棒是如何工作的

核电站中的控制棒是如何工作的

核电站中的控制棒是如何工作的核电站是利用核能产生电能的重要设施。

在核反应堆内,核裂变反应产生的中子会引发连锁反应,释放出巨大的能量。

为了确保核反应的稳定和安全,控制棒被广泛应用于核电站中。

控制棒是如何工作的呢?本文将从控制棒的结构、材料以及工作原理三个方面进行论述。

1. 控制棒的结构控制棒一般由三个部分组成:控制杆体、控制杆封头和控制杆驱动机构。

控制杆体是控制棒的主体,通常由杆体外层和杆体内层组成。

外层杆体由不透子中子的材料制成,如不锈钢或钼。

内层杆体则由能吸收中子的材料构成,常用的材料有硼化硼、硼化镉或原子序数较大的元素。

控制杆封头连接在控制杆体的末端,用于密封控制棒。

控制杆驱动机构用于控制控制棒的位置,常采用液压或电动方式。

2. 控制棒的材料在核反应堆中,控制棒需要能够吸收中子来减缓或停止核反应。

因此,控制棒的材料选择非常关键。

常用的材料包括硼化硼、硼化镉和钇等。

硼化硼是一种吸收中子性能较好的材料,能够有效调节核反应的强度。

硼化镉虽然吸收中子的性能更好,但由于其成本较高,一般用于高功率的核反应堆中。

钇是一种吸收中子能力较弱的材料,主要用于控制棒的结构支撑和导向。

选择适当的控制杆材料有助于确保反应堆的稳定性和安全性。

3. 控制棒的工作原理控制棒的工作原理可以简单概括为通过插入或抽出控制棒来调节核反应堆中的中子流动。

控制棒的位置决定了中子流通的路径和中子的吸收程度。

当控制棒完全插入到反应堆中时,它能够吸收大量中子,起到减缓和停止核反应的作用,称为负反馈。

反之,当控制棒完全抽出时,中子会被少量吸收,核反应会加速发生,称为正反馈。

核反应能否保持稳定取决于控制棒的位置。

控制棒通常由控制系统自动或手动控制。

在核电站的操作过程中,操作员根据核反应堆的功率变化和安全参数的监测,适时调节控制棒的位置。

当核反应堆功率过高时,控制棒会被插入来增加吸收,以稳定反应堆。

相反,当核反应堆功率过低时,操作员会抽出控制棒,增加中子反应,使核反应堆达到正常运行状态。

基于Bang-Bang控制的绞车自动排缆算法研究

基于Bang-Bang控制的绞车自动排缆算法研究
3结语
本文分析了绞车自动排缆的原理,提出了基于 Bang-Bang控制思想的自动排缆控制算法,并通过建 模仿真进行验证。结果表明,该算法控制效果好,鲁
棒性强。不足之处在于Bang-Bang控制的作用相当于 继电器,导致排缆机构的运动是非连续的,使得绞车 的用户体验有所降低。
时间(S)
图5释放10 r/min
k("i-(s-l)N]o)+ (-l)" W”2 o-@ + 1)%2)“2 A = "2---------------- (_1)(i%2+1)-------------
(5) 在项目应用中发现,自动排缆控制对精度要求并不高,相
反地,为确保缆绳排列紧密,绞车回收时, 排缆机构位置应略滞后于缆绳在卷筒上的位 置,这样能确保当前进入卷筒的缆绳与相邻 的缆绳间存在一个轻微的挤压力。绞车释放 时,排缆机构位置也应略滞后于缆绳在卷筒 上的位置,这样能确保当前放出卷筒的缆绳 与相邻的缆绳更容易分离,同时滞后量或超 前量不应过大,否则会岀现叠缆或间隙的现 象。基于上述分析,自动排缆的控制目标是
I 信号与系统 Signal Process & System
摘要:提供一种简单有效的绞车自动排缆控制算法。首先,介绍绞车自动排缆控制原理,建
立卷筒脉冲值和排缆机构脉冲值间的数学模型,同时引入排缆误差的概念,并分析了绞车不
同工况下排缆误差的取值原则。提出了基于Bang-Bang控制思想的排缆控制算法,详细描
假设卷筒每圈脉冲变化个数为M,检测到的脉冲累积个数 为小,缆径为d,排缆丝杠导程为”,排缆机构每圈脉冲个数为 “,检测到的累积脉冲个数为”2,根据排缆原理可得:
由式(1)可得:
«2 = — xx = kn}

气候实验室环境场动态平衡调控技术研究

气候实验室环境场动态平衡调控技术研究

收稿日期:2023-03-15基金项目:国防基础科研项目(JCKY2020205B029)引用格式:杜文辉,吴敬涛,任战鹏,等.气候实验室环境场动态平衡调控技术研究[J].测控技术,2024,43(2):67-73.DUWH,WUJT,RENGZP,etal.StudyontheDynamicBalanceControlTechnologyofEnvironmentalFieldinClimateLabora tory[J].Measurement&ControlTechnology,2024,43(2):67-73.气候实验室环境场动态平衡调控技术研究杜文辉,吴敬涛,任战鹏,马建军(中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室,陕西西安 710065)摘要:为解决气候实验室发动机低温启动试验过程中空气补偿和尾气排放的问题,利用氮蒸发制冷效应通过补偿新风的温度和补偿风机闭环调节实现室内补偿空气控制,维持实验室内低温环境稳定和室内外压力平衡。

通过内、外涵尾气“分割排放”设计实现发动机排气引射量动态调控,实现对高温尾气的主动排放和背压控制。

首次成功实施了民机-40℃发动机低温启动适航符合性试验,试验过程中实验室温度控制精度在±3℃以内,发动机排气背压稳定在150Pa。

该项试验的成功验证了实验室发动机开车的可行性。

关键词:气候环境实验室;空气补偿;尾气排放;背压中图分类号:TP942 文献标志码:A 文章编号:1000-8829(2024)02-0067-07doi:10.19708/j.ckjs.2023.06.240StudyontheDynamicBalanceControlTechnologyofEnvironmentalFieldinClimateLaboratoryDUWenhui牞WUJingtao牞RENZhanpeng牞MAJianjun牗NationalKeyLaboratoryofStrengthandStructuralIntegrity牞AircraftStrengthResearchInstituteofChina牞Xi an710065牞China牘Abstract牶Tosolvetheproblemsofaircompensationandexhaustemissionduringthelow temperaturestarttestoftheengineintheclimatelaboratory牞thenitrogenevaporationrefrigerationeffectisutilizedtoachieveindoorcompensatedaircontrolbycompensatingforthetemperatureoffreshairandclosed loopadjustmentofthecompensatingfan牞maintainingthestabilityofthelow temperatureenvironmentinthelaboratoryandthebal anceofindoorandoutdoorpressure.Thedynamiccontrolofengineexhaustinjectionisrealizedthroughthede signofinternalandexternalexhaust splitemission 牞andtheactiveemissionandbackpressurecontrolofhigh temperatureexhaustarerealized.Forthefirsttime牞theairworthinesstestofthecivilaircraftengineat-40℃issuccessfullycarriedout.Duringthetest牞thelaboratorytemperaturecontrolaccuracyiswithin±3℃牞andtheengineexhaustbackpressureisstableat150Pa.Thesuccessofthistestverifiesthefeasibilityofthelaboratoryenginestart up.Keywords牶climaticenvironmentallaboratory牷aircompensation牷exhaustemission牷backpressure飞机实验室低温试验[1]是以全状态飞机为试验对象,在实验室中对其施加低温环境,考核其在低温环境下的功能和性能的试验。

基于bangbang算法的倒立摆

基于bangbang算法的倒立摆

Bang-bang起摆控制系统设计1、bang-bang控制原理bang-bang控制最早由庞特里亚金提出。

对调速范围宽、静态误差小和动态响应快的随动系统来说,单闭环控制是不能满足要求的,所以随动系统采用电流环、速度环和位置环来完成控制。

在随动系统控制中,pid控制具有结构简单且在对象模型不确知的情况下也可达到有效控制的特点,但对模型参数变化及干扰的适应能力较差。

bang-bang控制在系统偏差大,可加大系统的控制力度,提高系统的快速性,因此,bang-bang 控制是随动系统中不可缺少的控制方式。

2.基于Bang-Bang 反馈的起摆算法我们可将起摆分为以下四个阶段(定义摆杆自然下垂位置0φ=,以逆时针方向为正,箭头代表摆杆运动方向)。

图3-59 倒立摆能量起摆过程在初始时刻,小车位于导轨中心,摆杆自然下垂。

当进行起摆实验时,先向负方向给小车一个较大的力(小车有加速度),使摆杆运动,随后紧接着令小车停止,摆杆会在惯性的作用下,继续沿着与小车连接处的转轴向上运动(Ⅰ),达到最高点后,摆杆速度为零,在重力的作用下沿摆杆的轴心自动下落(Ⅱ),这时给小车施加一个相反的作用力,小车反向运动的同时通过连接轴给摆杆一个反向的力。

当再次到达初始点(0φ=)时,令小车制动,摆杆此时的速度不为零,在惯性的作用下继续运动,此时0φ<(Ⅲ)。

当0,0φφ<=时,即摆杆达到负方向的最高点,在重力的的作用下,摆杆回落,继续给小车施加负方向的力,直到0φ=下车制动(Ⅳ)。

反复以上动作,摆杆在小车驱动力的作用下,抛起的高度会不断增加,直到进入稳摆区域,切换到稳摆控制算法。

对以上的四种情况进行分析,可转化成控制算法:(1)0,0φφ==,控制量u n v =-,初始时刻(2)0φφ⨯<00u n v u n v φφ>=-⎧⎨<=⎩(3)00u φφ⨯>=3、系统工作原理便携式直线一级倒立摆工作原理图便携式直线一级倒立摆的工作原理是:数据采集卡采集到旋转编码器数据和电机尾部编码器数据,旋转编码器与摆杆同轴,电机与小车通过皮带连接,所以通过计算就可以得到摆杆的角位移以及小车位移,角位移差分得角速度,位移差分可得速度,然后根据自动控制中的各种理论转化的算法计算出控制量。

BangBang和PID结合控制在智能车调速系统中的应用

BangBang和PID结合控制在智能车调速系统中的应用

2012-07-13#######南#京#理#工#大#学#紫#金2学0院1电2子-工0程7-与1光3电#技#术#系##李#盛2#辉0#12-07-13########[摘 要]将 Bang- Bang 和 P I D 结合控制应用于智能车调速系统中,有效地提高了系统的动态响应速度,同时 P I D 控制也能在一定程度上消除 Bang- Bang 控制在调速中的抖动,实验证明调速效果良好。

[关键词]电机调速 Bang- Bang 控制 P I D 控制 1.引言智能车研究是智能机器人[1- 2]和车辆工程的一个交叉研究领域,在 国外 M IT 率先研究出了第一台完全自主的智能车,而在国内国防科技 大学和上海交大等诸多院校也在积极的研究相关技术。

同时全国自动 化委员会也在每年举行全国智能车大赛。

智能车技术中关键的技术就是对智能车的控制,涉及到许多控制 算法[3],如 P I D 控制,模糊 P I D 控制,神经网络 P I D 控制等。

本文主要将 Bang- Bang 和 P I D 结合控制应用于智能车调速系统 中,在提高系统的动态响应速度的同时也在一定程度上消除 Bang- B a ng 控制在调速中的抖动。

2.B a n g- B a n g 和 P I D 结合控制系统 2.1Bang- Bang 和 P I D 结合控制流程制动工作方式,实现调速跟随,达到了闭环控制的效果,大大简化速度 控制的软件编程。

根据直道判定算法判别出弯、直道,并根据不同的路 况设置不同的速度即可。

实际的工作流程如图 1 所示,当实际的速度 V no w 与设定的速度 V s e t 误差大于设定的 e se t 的时候,采用 Bang- Bang 迅速 将速度收敛到设定误差 e se t 以内,再采用 P I D 进行控制,这样大大地加 强了调速系统的响应能力。

2.2 仿真结果根据直流电机的模型 ,在 同 样 的 P I D 值的参数情况下, 采用 Bang- Bang 和 P I D 混合控制的方法,其仿真结果如图 2 所示。

改进的Bang_Bang控制算法的理论与试验研究

改进的Bang_Bang控制算法的理论与试验研究

则, 对磁流变阻尼器施加零电压, 阻尼器对拉索提供最 小阻尼力。
第 2期
禹 见达等: 改进的 Bang Bang控制算法的 理论与试验研究
61
实际拉索可能发生不同模 态的大幅振动, 在磁流
变阻尼器对拉索振动的半主动控制试验中发现, 对于
拉索不同模态的振动 (例如第一阶模态 ), 采用经典的
Bang B ang控制算法不能 达到好的减振效果。通过改
进经典的 B ang Bang 控制算法中电压切换法则, 本文提
出基于位移反馈的改进的 Bang B ang控制算法
0 V( t) =
1 2
nT
+1t Nhomakorabea1 2
nT
+
2
( 2)
Vsem i op t
式中, n 为观测点位移通过平衡位置的次数; T 为拉索
的振动周期, 当拉索经过平衡位置开始计时; 1 为拉索
1 改进的 Bang Bang控制算法
经典的 Bang Bang控制算法可表示为:
0 xx 0
V( t) =
( 1)
V sem i op t
xx > 0
式中, x 和 x 分别 为观测点的 相对位 移和相对 速度。
该控制算法表明: 当拉索远离平衡位置时, 对磁流变阻
尼器施加最大电压, 阻尼器对拉索提供最大阻尼力; 否
尼器上的优化电压值。通过调节参数
1、 2

V , sem i op t
使
拉索获得最大等效模态阻尼比。与经典的 B ang Bang
控制相比, 改进的 Bang Bang控制算法增加了两个可调
参数: 1 和 2。当 1 = T /4, 2 = T /2 时, 改进的 B ang Bang控制算法退化为经典的 Bang B ang控制算法。

鲁棒控制原理及应用举例

鲁棒控制原理及应用举例

鲁棒控制原理及应用举例摘要:本文简述了鲁棒控制的由来及其发展历史,强调了鲁棒控制在现代控制系统中的重要性,解释了鲁棒控制、鲁棒性、鲁棒控制系统、鲁棒控制器的意义,介绍了鲁棒控制系统的分类以及其常用的设计方法,并对鲁棒控制的应用领域作了简单介绍,并举出实例。

关键词:鲁棒控制鲁棒性不确定性设计方法现代控制系统经典的控制系统设计方法要求有一个确定的数学模型。

在建立数学模型的过程中,往往要忽略许多不确定因素:如对同步轨道卫星的姿态进行控制时不考虑轨道运动的影响,对一个振动系统的控制过程中不考虑高阶模态的影响等。

但经过以上处理后得到的数学模型已经不能完全描述原来的物理系统,而仅仅是原系统的一种近似。

对许多要求不高的系统,这样的数学模型已经能够满足工程要求。

然而,对于一些精度和可靠性要求较高的系统,如导弹控制系统设计,若采用这种设计方法,就会浪费了大量的人力物力在反复计算数弹道、调整控制器参数以及反复试射上。

因此,为了解决不确定控制系统的设计问题,科学家们提出了鲁棒控制理论。

由于鲁棒控制器是针对系统工作的最坏情况而设计的,因此能适应所有其它工况,所以它是解决这类不确定系统控制问题的有力工具。

鲁棒控制(Robust Control)方面的研究始于20世纪50年代。

上世纪60年代,状态空间结构理论的形成,与最优控制、卡尔曼滤波以及分离性理论一起,使现代控制理论成了一个严密完整的体系。

随着现代控制理论的发展,从上世纪80年代以来,对控制系统的鲁棒性研究引起了众多学者的高度重视。

在过去的20年中,鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点。

通常说一个反馈控制系统是鲁棒的,或者说一个反馈控制系统具有鲁棒性,就是指这个反馈控制系统在某一类特定的不确定性条件下具有使稳定性、渐进调节和动态特性保持不变的特性,即这一反馈控制系统具有承受这一类不确定性影响的能力。

设被控系统的数学模型属于集合D,如果系统的某些特性对于集合U中的每一对象都保持不变,则称系统具有鲁棒性。

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【控制原理】
棒棒(Bang-Bang)控制的原理是把最优控制问题归结为:将状态空间划分为两个区域,一个区域对应于控制变量取正最大值,另一个区域对应于控制变量取负最大值。

这两个区域的分界面称为开关面,而决定棒棒控制的具体形式的关键就是决定开关面。

棒棒控制形式的最优控制常用于最速控制系统和最省燃料控制系统。

在正常情况下,棒棒控制的控制变量由正最大值跃变到负最大值的次数是有限的,只有在跃变瞬时控制变量可取值于限制范围的任何值。

但对于某些问题,棒棒控制中至少存在一个时间区间,其中控制变量可取为限制范围的任意值,这类问题称为奇异最优控制问题。

对于奇异最优控制问题,仅由极大值原理的条件还不足以确定奇异时间区间内的最优控制*与最优轨线*间的关系即综合控制的形式。

【Bang-Bang 控制】
所谓Bang-Bang 控制,实际上是一种时间最优控制,它的控制函数总是取在容许控制的边界上,或者取最大,或者取最小,仅仅在这两个边界值上进行切换,其作用相当于一个继电器,所以也是一种位式开关控制。

这种控制方式在某些方面具有比常规PID 控制较为优越的性能,尤其是对于给定值的提降及大幅度的扰动作用,效果更显著。

在动态质量上不仅体现为过渡时间短这一特点,而且在超调量等其他指标上也具有一定的改善。

在石油、化工等生产过程中,时间最优控制在经济上具有较大的意义。

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