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基于模糊控制的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究(參考版)

2025-06-30 20:22本頁(yè)面
  

【正文】 cio Figueiredo,F(xiàn)ernando of Fuzzy Systems Using Neurofuzzy Networks[J].IEEE Transactions on Neural Networks,1999,10(4):815827.[9] 葉其革,[J].控制與決策,1999,13(6):694698.[10] YAO Kind of A daptive Fuzzy System[J].控制理論與應(yīng)用,1998,15(3):365371.[11] Shiqian Wu,Meng Joo Er,J un Novel Learning Algorithm for Dynamic Fuzzy Neural Network[J].Proceeding of the American Con2trol Conference,.[12] Chia2Feng J uang,Chin2Teng Recurrent Self2Organizing Neural Fuzzy Inference Network[J].ieee transactions on neural networks,1999,10(4):828844.[13][J].控制理論及應(yīng)用,1996,13(2)[14]胡家耀,吳植翹,[J].信息與控制,1987,(6)[15] [J].信息與控制,1982,(3)[16]王永初,自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社[17]王永初、任秀珍,化工自動(dòng)化及儀表,(1980)[18].,ControlEng.,()[19].,ProeessControlSystems,MeGraw一Hlll,(1979)[20]SoodM.,.,InstrumentTeehnology,()[21].,NonlinearAutomatieControl,MeGraw一Hill,(1963)[22]張深. 直流無刷電機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.[23]陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,.[24] 劉和平等. TMS320LF240xDSP 結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用. 北京:航空航天大學(xué)出版社,.[25]陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M ]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000. 6[26]樓順天,胡昌華,張偉. 基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)─模糊系統(tǒng)[M ]. 西安:西安電子科技大學(xué)出版社, 2001. 5[27]劉金琨. 先進(jìn)P ID控制及其MATLAB仿真[M ]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2003.[28]李友善, 李軍. 模糊控制理論及其在過程中的應(yīng)用[M ]. 武漢: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2002.[29]陶永華, 尹恰欣, 葛蘆生. 新型PID控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[M ]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.[30] 周凱汀, 鄭力新. 基于Matlab 的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真及參數(shù)進(jìn)化設(shè)計(jì)[ J] . 計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化, 2001, 20( 2) : 10 14.[31] 周淵深. 交直流調(diào)速系統(tǒng)與Matlab 仿真[M] . 北京: 中國(guó)電力出版社, 2003.[32] 雷英杰. Matlab 遺傳算法工具箱及應(yīng)用[M] . 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2005.[33] 鐘麟, 王峰. Matlab 仿真技術(shù)與應(yīng)用教程[M] . 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 2004.[34]王立紅, 楊匯軍. 基于Matlab 的直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[ J] . 遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào), 2004, 24( 1) : 8 9, 13.[35] 徐月華, 汪仁煌. Matlab 在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[ J] . 微計(jì)算機(jī)信息, 2003, 19( 8) : 32 33, 27. [36] 馬志源. 電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)[M] . 北京: 科學(xué)出版社, 2004.[37]王兆安, 黃俊. 電力電子技術(shù)[M] . 4 版. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.[38] 龍瑜. 論單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)[ J] . 電機(jī)電器技術(shù), 2004( 1) : 3942.[38] 顏南明, 李長(zhǎng)兵. 基于Matlab 下的BLDCM調(diào)速系統(tǒng)仿真研究[ J] . 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2002, 14( 4) : 462 466.。如果系統(tǒng)只是采用模糊控制技術(shù),很多PID調(diào)節(jié)所具有的優(yōu)點(diǎn)也就無法兼而有之,所以有待于研究一種模糊PID控制器,使系統(tǒng)兼有模糊控制和PID控制二者的優(yōu)點(diǎn)。閉環(huán)控制下,設(shè)計(jì)了模糊控制器,進(jìn)行仿真后,與PID控制下的轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行了比較,在空載和帶負(fù)載兩種情況下說明了模糊控制比PID控制有更快的響應(yīng)速度。分開環(huán)和閉環(huán)兩種情況分析。如果系統(tǒng)只是采用模糊控制技術(shù),很多PID調(diào)節(jié)所具有的優(yōu)點(diǎn)也就無法兼而有之,所以有待于研究一種模糊PID控制器,使系統(tǒng)兼有模糊控制和PID控制二者的優(yōu)點(diǎn)。由于參數(shù)選擇問題,模糊控制增加負(fù)載后轉(zhuǎn)速曲線不是十分理想,轉(zhuǎn)速上升的加速度太大,引起超調(diào)量過大,但并不影響說明問題。閉環(huán)能達(dá)到調(diào)節(jié)速度的目的,這是相對(duì)于開環(huán)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。M,電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖410所示:首先,閉環(huán)和開環(huán)時(shí)相比較。圖47及圖48分別是PID控制和模糊控制時(shí)直流電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速的變化過程: 圖47 PID控制 圖48 模糊控制(2)增加負(fù)載對(duì)PID控制和模糊控制的影響將PID控制電機(jī)模型所加負(fù)載增為10N本論文中模糊控制器的輸出為由0到1的數(shù)C,隨C的變化,可得到不同的方波,將變化的方波輸入開關(guān)元件GTO,則從GTO輸出的電壓值變化,由此達(dá)到調(diào)節(jié)直流電機(jī)輸入電壓的效果。46 閉環(huán)控制模型模型中運(yùn)用一個(gè)比較模塊,此模塊輸入是一個(gè)正弦波和一個(gè)常數(shù)C,C與幅值為1的正弦波相比較,可以輸出方波。 (1)創(chuàng)建直流電機(jī)模型,如圖4343 直流電機(jī)模型(2)建立速度控制器模型,如圖4444 速度控制器模型速度控制器的作用主要是通過調(diào)節(jié)占空比,控制速度的開環(huán)系統(tǒng)(3)建立開環(huán)控制模型,如圖4545 開環(huán)控制模型2)閉環(huán),即模糊控制時(shí)仿真workspace”,子菜單將計(jì)算結(jié)果以矩陣變量的形式存入內(nèi)存緩沖區(qū),從而可以在Simulink仿真平臺(tái)上將該矩陣變量作為參數(shù)賦給一個(gè)封裝的fuzzy模塊,使設(shè)計(jì)好的模糊控制器作為模糊控制系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分參與仿真過程。用戶可以隨時(shí)調(diào)用該文件以修改模型。x軸分別表示輸入模糊變量,z軸表示輸出模糊變量。當(dāng)規(guī)則輸人無誤后,選擇FIS編輯器等窗體主菜單中的View surface…,可以看到經(jīng)模糊決策矩陣運(yùn)算并解模糊化后得到的二維坐標(biāo)圖。對(duì)于偏差E, 論域是離散的,有七個(gè)模糊子集NB、NM、NS、ZO、PS、PM、PB,即隸屬函數(shù)有7條,隸屬形狀為三角形(trimf)。本設(shè)計(jì)選用Mamdani 型。FIS編輯器、隸屬度函數(shù)編輯器、規(guī)則編輯器都可以讀和修改FIS數(shù)據(jù),但是規(guī)則觀察器和曲面觀察器無法修改FIS數(shù)據(jù)。5個(gè)基本GUI可以相互作用并交換信息??梢杂米饕粋€(gè)診斷工具,例如它可以:顯示哪一條規(guī)則正在使用,或者單獨(dú)的隸屬度函數(shù)的形狀是如何影響結(jié)果的。規(guī)則觀察器和曲面觀察器是不同于編輯器的用于察看FIS的工具。如果輸入數(shù)量太大或隸屬度函數(shù)的數(shù)量太大,那么很難使用其它GUI 工具分析FIS。這些GUI工具之間是動(dòng)態(tài)鏈接的,使用他們中的任意一個(gè)對(duì)FIS的修改將影響任何其他已打開的GUI中的顯示結(jié)果。Fuzzy 通過第三章分析已知,本仿真中所用模糊控制器為一維模糊控制器。模糊控制器根據(jù)輸入變量(模糊量),按照模糊控制推理規(guī)則,計(jì)算得到控制量(模糊量)。采用MATLAB 中模糊推理系統(tǒng)工具箱來編輯模糊控制器,下面簡(jiǎn)述編輯過程:(1)模糊集合的編輯和運(yùn)算(2)確定個(gè)輸入出變化量的變化范圍及量化因子:(3)模糊規(guī)則編輯(4)模糊推理(5)輸出預(yù)覽模糊控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工作過程是:給定一個(gè)轉(zhuǎn)速值,根據(jù)檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速值,計(jì)算轉(zhuǎn)速偏差。通過第三章分析已知,本仿真中所用模糊控制器為一維模糊控制器。模糊控制器根據(jù)輸入變量(模糊量),按照模糊控制推理規(guī)則,計(jì)算得到控制量(模糊量)。(2)確定輸入變量和輸出變量的模糊子集和論域及其隸屬度(3)確定模糊控制規(guī)則(4)模糊關(guān)系和模糊矩陣4直流調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真
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