基于OPC的MATLAB与MCGS实时通讯的实现

论文阐述了开放式标准接口OPC技术,在此基础上提出了一种基于OPC技术的MATLAB与MCGS实时通讯的实现方案,并给出了具体的实现过程。该方案利用MATLAB集成的OPC toolbox实现MATLAB对MCGS实时数据的读取和写入,完成MATLAB与MCGS数据的实时通讯。试验证明了该方法省去了复杂的语言编程,简化了开发过程,是实现MATLAB与MCGS数据实时通讯的一种有效方法。     

气分装置过程模型辨识及PID参数优化

对气体分离装置实施先进控制需要精确的过程模型、优化运行的指导性操作参数,并对各控制回路的PID控制器参数需要重新整定。因此,实现力控与MATLAB之间的实时通讯成为关键技术。基于OPC技术,利用MATLAB的OPC工具箱实现力控与MATLAB之间的实时通讯,通过采集阶跃响应实验数据,辨识评价出精确的过程模型,采用粒子群算法优化整定出最优的PID参数,为实施先进预测控制奠定了实践基础。     

基于OPC和Profibus—DP总线的远程控制

针对远程控制系统难以实现和控制效果不理想的问题,提出了一种基于OPC(OLEfor Process Control)和Profibus-DP总线的远程控制实现方法。建立了以太网和Profibus-DP现场总线两层网络的双水箱液位控制装置实验平台,给出了基于OPC和Profibus-DP总线的远程控制系统框图和控制原理。系统通过Profibus-DP总线实现现场设备的数据实时采集,并传递给SI-MATIC NETOPC服务器,客户端MCGS获取OPC服务器的实时数据,利用Matlab实现BP神经网络优化PID控制参数,优化后的参数通过SIMATIC NET OPC服务器传递给Profibus-DP总线控制系统,实现远程控制。实验结果表明,提出的远程控制方法有效,具有较好的控制效果。     

基于在线自适应遗传算法的PID参数整定和优化

研究自动控制系统优化问题,控制系统响应特性取决于系统参数的调整.针对传统的PID控制算法参数较多,且难以整定,使得控制效果不理想等问题,提出了自适应遗传算法的PID参数整定.根据遗传算法具有在线性差的问题,对遗传算法作了改进.通过自适应遗传算法对PID参数进行整定与寻优,选择自适应度大的个体所对应的PID控制参数作为采样时间下的PID控制参数.改进后的算法有效提高了遗传算法的寻优能力,提高了算法的收敛的速度,在一定的范围可以求得最优全局解.在MATLAB上仿真结果表明,在PID参数的寻优过程中,自适应遗传算法具有更强的寻优能力,提高了控制系统的自适应性,为优化控制系统设计提供了依据.     

基于PLC和变频器的液位控制系统设计与实现

采用PLC为主控制器、变频器为执行器,MCGS监控软件为人机交互界面,设计了一套液位控制系统,并利用西门子S7-200PLC的PID参数自整定功能实现了控制参数的在线自调整。MCGS监控软件构成了控制系统的操作站,可以实现实时数据采集、控制参数输入、控制模式转换等多项功能。在液位控制实验中,MCGS监控软件记录了在设定液位下的PID参数整定过程和设定液位控制效果,S7-200PLC整定出的PID参数较好地实现了设定液位的稳定跟踪。整套系统具有控制灵活、精确度高、故障率低的特点,能满足一般化工生产过程中对液位的控制要求。     

改进遗传算法PID在电液伺服系统的应用

由于电液伺服系统在工业控制过程中存在非线性、参数时变等问题,运用常规的PID控制不能保证系统的控制精度,因此设计了一种新型的PID控制方法。该方法体系结构由常规PID控制器和改进遗传算法两部分组成,主要是运用改进遗传算法实现对PID控制参数的自适应调节,提高对电液伺服系统的实时调节控制能力。其中改进遗传算法对遗传算法父代的选择方式和交叉变异机理,分别运用了精英保留机制的轮盘赌策略和自适应调节策略,改善了遗传算法容易陷入局部极值的缺点,提高了算法的全局搜索能力和收敛速度,进而实现了对PID控制参数的寻优整定。将该方法应用于电液伺服系统数学模型中,并利用MATLAB/SIMULINK进行仿真。结果表明,该方法具有良好的鲁棒性和自适应性,改善了系统的超调、震荡等特性,提高了控制系统动态响应速度和稳态精度,对参数时变、非线性控制系统具有很好的应用价值。     

电动助力转向系统的模糊自适应PID控制

研究实时跟踪助力转向系统,针对汽车电动助力转向系统(EPS)控制的可靠性和稳定性要求,由于正常运行电机转向柱和轴运动均有滞后稳定性差的问题,在对EPS的结构和动力学性能分析的基础上,建立EPS系统仿真模型,提出模糊自适应PID控制策略.模糊自适应PID控制在系统动态过程中能实时改变PID参数,使系统不同的状态对应不同的PID参数,克服了控制参数固定不变无法实时控制EPS系统动态响应特性.仿真结果表明,在EPS中模糊自适应PID控制比常规PID控制具有更好的稳定性和可靠性,完全满足EPS的控制系统快速特性的要求.     

基于OPC和MATLAB的电阻炉温度控制系统设计

针对电阻炉温度系统具有非线性、大惯性、大滞后等特点,结合常规PID控制器和模糊控制器各自的长处,以MATLAB为计算平台,通过OPC技术实现MATLAB和ECS-700之间的数据交换。提出了基于OPC技术的自适应模糊PID控制方案。自适应模糊PID控制器由MATLAB中的模糊工具箱设计,ECS-700主要负责数据采集和设备驱动。实验结果表明,电阻炉温度控制系统的性能令人满意,该方法调节时间短、超调量小、波动小,OPC通信的性能非常有效可靠,可以有效应用于电阻炉温度控制系统中。     

近程巡飞弹姿态控制优化仿真研究

近程巡飞弹姿态控制系统是一个非线性、时变性及耦合性的复杂控制系统,是近程巡飞弹武器系统型号研制的关键技术之一;传统的PID控制在不同巡飞状态下调节稳定性较差、响应时间慢、影响姿态控制的稳定性和机动性;针对近程巡飞弹姿态控制系统中PID控制参数不可调,自适应、抗干扰性能较差等问题,引入了自适应模糊PID控制方法,使系统在不同巡飞姿态和干扰条件下能够实时整定PID的三个控制参数,提高系统的控制性能;在此基础上设计了近程巡飞弹的姿态角控制回路,并以俯仰角为例,在Matlab/Simulink平台下建立仿真模型,进行仿真实验;仿真结果显示,采用自适应模糊PID的控制方法,系统控制性能更好,抗干扰能力和自适应能力优于传统PID控制,减小了巡飞过程中姿态角的波动情况。     

主动磁悬浮轴承的神经网络自适应稳定性控制

针对主动磁悬浮轴承本质非线性和开环不稳定的系统特征,设计了一种BP神经网络自适应PID控制器。该控制器采用改进的BP神经网络PID控制算法,通过BP神经网络的自学习和权值调整寻找最优的PID参数,克服了常规PID控制参数整定困难的缺陷,实现了系统的自适应控制。通过MATLAB/Simulink环境和S-Function模块建立了主动磁悬浮轴承控制系统模型,并进行了系统仿真实验,结果表明,BP神经网络自适应PID控制系统响应速度更快,具有更好的动态性能和稳态性能。     

模糊PID参数自整定无功补偿方法的研究

为提高无功功率的补偿效果,在常规的PID控制和模糊控制的基础上,本文提出了一种模糊PID参数自整定无功补偿方法。该方法采用两输入三输出的形式,以功率因数和功率因数变化率作为输入设计PID控制系统,采用模糊推理对PID控制器的控制参数进行在线整定,给出了参数自整定的规则。利用MATLAB软件对其进行计算、仿真,其结果符合预期目标。此方法既能提高无功补偿的效率,又能增强系统的跟随性。     

基于ADAMS-MATLAB的磁悬浮轴承转子系统联合仿真

建立了磁悬浮轴承转子系统的单自由度和五自由度仿真模型。采用ADAMS和MATLAB2种软件以及传统PID（比例积分微分）、不完全微分PID和模糊自调整PID3种控制方法分别对系统的轴向自由度和五自由度进行了联合仿真,分析了磁悬浮转子系统在限制控制电流和不限控制电流2种情况下转子承受冲击载荷的能力以及在外力作用下的振动情况。根据仿真结果,对传统PID控制、不完全微分PID控制以及模糊自调整PID控制的控制参数进行了优化,并在此基础上对上述3种控制方法的优劣给予了评判,为系统控制策略的选择和优化提供了1种有效的方法。     

模糊自整定PID温度控制系统的建模与仿真

针对炒茶机的加热控制系统跟踪设定的温度值滞后、自动调节加热装置实时性差的问题,设计一种模糊自整定比例积分微分(PID)参数控制器。采用PID控制和模糊控制算法相结合的方法,实现模糊控制对PID参数的调整。利用Matlab在Simulink中建立模型,并对该控制器进行仿真分析。结果表明,模糊PID自整定控制器的超调量 ≈1%,稳态误差es=0。该方法可提高温度控制系统的性能。     

Fuzzy IMC-PID控制器的设计及仿真研究

从IMC结构出发,提出了一种基于fuzzy、PID控制的Fuzzy IMC-PID控制器,对工业过程中时滞系统纯滞后环节一阶Pade近似后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再依据合适的模糊控制规则,对其进行在线二次自整定。借助MATLAB工具箱进行仿真,结果表明,该控制器具有内模、模糊、PID控制器的优点,超调小、调节性能好、鲁棒性强。对于大纯滞后或非线性系统能够较好地工作,可以推广应用于一般工业过程控制中。     

DC／DC 变换器的模糊自整定PID 控制器设计

本设计以模糊集合理论为基础设计了一种自适应PID控制器。该控制器通过对误差及误差变化的识别,进行模糊推理,实现对控制参数（Kp,Ki,Kd）的在线整定,以达到优化控制的目的。并利用MATLAB进行仿真研究,结果表明：模糊PID控制系统比常规的PID控制能更有效地改善系统的动态和稳态性能,增强了系统的鲁棒性。     

基于LabVIEW的纯实时仿真方法及应用

针对Matlab仿真不能解决实时性的问题，提出了一种将纯Matlab仿真向纯实时仿真的转换方法。结合一种基于频率特性的PID控制器参数自整定算法的研究，先用Matlab与LabVIEW混合编程仿真来验证LabVIEW程序的可行性；再通过0PC服务器作为中间桥梁实现智能仪表与LabVIEW之间的数据通信，从而使整个程序全部由LabVIEW和智能仪表的实时运算来实现。带延迟的一阶惯性环节为被控对象的闭环仿真与大连交通大学自主开发的嵌入式软件构件集成开发平台验证了该方法的有效性。     

柴油机的模糊PID调速控制策略研究

研究了一种基于模糊PID算法的柴油机调速控制策略。提出了一种模糊控制改进算法,对电子调速器PID参数按调速系统过渡过程进行在线实时模糊自整定。Matlab/Simulink仿真结果表明,该系统超调量控制效果明显得到改善,动、静态控制效果要好于常规PID控制,具有控制灵活、响应速度快和适应性强等优点。     

基于MATLAB的模糊自整定PID参数控制器计算机仿真

介绍了怎样有机地将MATLAB5．X提供的SIMULINK2与FUZZYTOOLBOX有机地结合,方便有效地实现模糊自整定PID参数控制系统的设计和计算机仿真。这对于模糊自整定PID参数控制系统的设计优化和开拓MATLAB5．X在工程模糊控制领域的应用是十分有意义的。