永磁同步電機伺服編碼器1037703秉銘DFS60B-BDEA01074PI控制器在設計時先選定控制器的結構形式,而后再通過傳遞函數分析系統的控制性能。而本文所采用的PI控制器設計方法與傳統的方法剛好相反,先設計跟蹤誤差的衰減規律,而后反推得到控制器的形式。采用本文設計得到的復合PI控制器具有以下優點:控制器結構簡單;控制器參數與系統性能之間的關系也比較簡單,便于整定;可以適應存在多種輸入類型的場合。簡化后的轉速環控制系統經復合PI校正后為一個二階系統,其階躍響應在阻尼比為1的情況下仍然會存在超調。另外,轉速環PI控制系統是一種一自由度控制器,無法獨立調節控制系統的跟蹤性能和抗擾性能。IP控制器盡管可以被用來消除轉速控制系統階躍響應的超調,但會導致系統對連續變化輸入的跟蹤性能較差。為解決這一問題,本文提出了一種變結構PI控制器,可以實現系統在連續變化輸入作用下表現為PI控制系統,在階躍輸入的作用下表現為IP控制系統,既消除了階躍響應的超調也提高了系統對連續變化輸入的跟蹤性能。為進一步提高IP控制器的跟蹤性能,本文提出了一種控制器,同樣在阻尼比為1的情況下,保證系統階躍響應無超調時的響應速度。然而,P控制器對連續變化輸入的跟蹤性能仍然較差。為解決這一問題,本文提出了一種變給定增益PI控制器,可以實現系統在連續變化輸入作用下表現為PI控制系統,在階躍輸入的作用下表現為IP控制系統。后,本文還提出了一種基于安排過渡過程的超調抑制方法,利用PI控制系統能夠在無擾動的情況下無穩態誤差地跟蹤連續變化輸入這一特性來消除階躍響應的超調。傳統的二自由度控制器采用基于傳遞函數的分析方法,物理意義不明確。為此,本文采用了內模控制原理來設計擾動觀測器（Disturbance Observer,DOB）,闡述了傳統DOB設計過程的物理意義。本文采用基于狀態方程的方法設計得到了非矩陣形式的全階狀態觀測器（Full-order State Observer,FSO）和降階狀態觀測器（Reduced-order State Observer,RSO）。觀測器的作用是構建一個與實際系統相同的模型,并迫使模型的輸出跟蹤實際系統的輸出,從而使模型的狀態趨近與實際系統的狀態。為了實現模型的輸出跟蹤實際系統的輸出,觀測器中需要使用控制器。本文采用系統控制器的設計思路來設計觀測器中的控制器,簡化了觀測器的設計過程。盡管傳統二自由度控制器調節系統抗擾性能時不會影響系統的跟蹤性能,但調節跟蹤性能時會影響系統的抗擾性能,或者說系統的跟蹤性能與抗擾性能之間未*解耦,這導致了控制器參數調節的復雜性。為解決這一問題,本文提出了跟蹤性能和抗擾性能*解耦的P+RSO、P+FSO二自由度控制系統的抗擾性能,而比例系數只影響系統的跟蹤性能,可以分別調節這兩參數來獨立地調節系統的跟蹤性能和抗擾性能,從而可以簡化控制器的參數整定過程。現代控制理論中狀態觀測器的設計依賴于系統模型,若系統模型中的狀態系數和控制增益未知時,狀態觀測器將無法設計。為解決上述問題,韓京清提出了擴張狀態觀測器（Extended State Observer,ESO）。然而,采用ESO的控制系統仍然會受參數不確定性的影響。本文分析了狀態系數和控制增益的不確定性對控制系統性能的影響。分析結果表明,狀態系數的不確定性對系統跟蹤階躍輸入的性能和抗擾性能影響很小,主要會對系統跟蹤連續變化輸入的性能產生影響,而控制增益對系統的跟蹤性能和抗擾性能均會產生影響,且相比于狀態系數的影響要大得多。在參數未知的情況下,可以利用參數準確時系統對連續變化輸入跟蹤性能更好的特性來離線估算實際控制增益。本文針對轉速環控制增益變化的首要因素——轉動慣量的變化,采用了基于正交原理的轉動慣量在線辨識方法,并利用辨識得到的轉動慣量實時調節系統的PI控制器和P+ESO控制器的參數,提高了兩種控制系統對轉動慣量變化的自適應性。電網潮流的優化分布,保證各線路電流的可控性,需要通過加裝直流潮流控制器來增加自由度,滿足系統控制需求。控制器類型的不同將對直流潮流計算產生不同的影響,使得原有的潮流算法對于加裝控制器后的直流電網不再*適用。通過分析各種直流潮流控制器的等效外特性,得出不同種類控制器對系統潮流的影響,進而基于傳統牛頓–拉夫遜迭代,推導出帶潮流控制器的直流潮流計算方法。方法通過在MATLAB中編程實現,并與PSAT軟件計算結果進行了對比驗證。另外,方法的有效實現為直流電網潮流控制器的優化配置研究奠定了良好的基礎。 

 永磁同步電機伺服編碼器1037703秉銘DFS60B-BDEA01074 自動化技術和網絡技術的飛速發展，智能化和網絡化也成為溫室環境控制的發展方向，對溫室作物的栽培和管理也開始注重節約能源及其可持續發展性。吉林地區冬季漫長而寒冷，夏季短暫而溫熱，晝夜溫差大，其基礎溫度及溫差變化同其他地區相比有很大的不同。現有的控制系統是已經做好的固定的控制系統，不能隨用戶的要求和季節的變化而隨意更改。本研究針對吉林省地處北方寒冷地區的特點，通過對溫室作物生長規律及控制算法、軟硬件設計等方面的研究，設計了一套帶有遠程控制功能的溫室智能控制系統，通過調節溫室的溫度、濕度、光照度和二氧化碳濃度等，為溫室作物的生長提供適宜的生長環境，從而提高作物的品質、產量并節約能源。本研究還設計了溫室控制系統的模糊PID控制器，并用改進了的遺傳算法對兩輸入、三輸出的模糊PID控制器進行了三角形隸屬函數底寬和模糊控制規則的優化。對優化后的模糊PID控制器進行了仿真實驗，并與常規PID控制器和模糊PID控制器進行了比較。常規PID控制器對被控對象的數學模型依賴很大，存在響應速度慢，超調量大等問題。運用模糊推理對PID控制器的三個參數Kp、 Ki、 Kd進行調整，其控制效果明顯優于傳統的PID控制器，提高了系統的動靜態性能，系統的超調量減少，響應速度變快。但是由于模糊PID控制器受到論域的劃分均勻和專家經驗合理性的影響，其控制效果也于改進的遺傳算法優化的模糊PID控制器，通過遺傳算法所具有的*的全局搜索能力，可以得到理想的控制規則和合理的模糊劃分。系統的超調量很小，響應速度也很快。將遺傳算法應用于模糊PID控制器，對其進行參數的優化可以明顯提高控制器的控制品質。仿真實驗結果表明經過改進的遺傳算法優化的模糊PID控制器具有較好的控制效果。本研究基于模糊控制設計了一套溫室遠程智能控制系統，本控制系統由四部分組成：一臺作為客戶端的遠程控制PC機、一臺作為服務器端的上位機與作為溫室控制器的單片機stc15f2k60s2及數據采集系統和執行機構組成。溫室智能控制系統軟件大致可分成六個功能模塊：人機界面模塊主要是完成系統登錄和密碼管理等交互功能；數據接收顯示模塊主要完成實時數值和圖形顯示溫室內的溫度、濕度、光照度和CO2濃度等環境參數，存儲從溫室控制器接收到的數據，進行超限報警。參數設置模塊是根據作物不同生長階段的要求對溫室環境各個參數進行設置，為智能控制提供參考數據；控制策略模塊用于分析和處理從溫室控制器接收的數據信息，為溫室提供智能自動控制或者人工手動控制；狀態顯示模塊用于實時顯示現場各執行機構的運行狀態；通信模塊完成通訊協議的設定和數據的接收和發送。溫室控制器可以實時的顯示溫室的溫度.