基于免疫原理的控制器参数优化方法(英文)

针对控制器参数在线优化难题,提出了一种基于免疫原理的控制器参数优化整定方法。该方法借助生物免疫原理,将控制器参数整定的最优解和可行解各自抽象为抗原与抗体,采用免疫遗传算法,在满足约束条件下求解出使目标函数J(x)为极值时所对应的控制器参数。论述了设计步骤,描述了参数优化过程,对算法作了仿真比较研究,给出了仿真实验结果,分析了系统性能指标。仿真实验结果显示出了该方法的优势,验证了该方法的合理性与有效性。仿真研究结果表明所提出方法可用于解决复杂控制系统的参数整定。     

基于免疫粒子群的机器人自抗扰控制器参数整定方法

针对利用经验试凑法或其他优化算法整定机器人自抗扰控制器参数,存在整定过程复杂、整定结果不是全局最优等缺陷,提出一种基于免疫粒子群融合算法的机器人自抗扰控制器参数整定方法。该方法将免疫算法的免疫信息处理机制引入粒子群算法结构中,解决了免疫算法优化过程繁杂冗长以及粒子群算法过早陷入局部最优的问题,实现了自抗扰控制器参数整定,快速找到全局最优解。MATLAB仿真结果表明：该方法提高了自抗扰控制器的响应速度和稳定性,适用于机器人自抗扰控制器参数的整定。     

平整机轧制力控制系统神经网络自整定PID控制策略研究

为提高平整机轧制力控制系统的动态特性,满足延伸率控制的要求,在对轧制力控制系统模型辨识分析的基础上,对平整机轧制力控制系统的控制算法进行研究.针对平整机轧制力控制系统存在的电液耦合特性、参数时变特性、外界干扰和非线性等情况,提出基于改进BP算法的神经网络的自整定PID控制器,并对系统的响应特性进行仿真分析.结果表明基于改进BP神经网络的自整定PID控制器的控制效果优于普通PID控制器,且对于非线性和时变系统同样具有良好的控制能力.     

基于模糊PI的电比例排量泵控制研究

针对正流量液压系统的挖掘机,使用电比例排量泵替代液控恒功率泵可以实现泵与发动机更加完美的功率匹配。但电比例排量泵的排量调节控制对算法的准确性、稳定性以及比例电磁阀的快速响应性能提出了很高要求。为满足以上条件,电比例排量泵的控制策略采用了基于BP神经网络的恒功率MAP图计算方法以及模糊逻辑整定PI参数的方法,使得电比例排量泵可以根据发动机转速和液压系统工作压力大小准确计算出变量泵排量并调度PI参数,消除液压系统时变特性与非线性对控制性能的不利影响。根据测试结果,采用模糊PI控制的挖掘机液压系统在控制准确性、稳定性方面都得到了提升。     

大时滞大惯性变频泵控马达调速系统研究

针对大时滞、大惯性负载变频泵控马达调速系统动态性能差的特点,提出了采用极点配置最优预报自校正PID控制.介绍了极点配置最优预报自校正PID控制器的结构和算法.仿真结果表明,基于极点配置最优预报自校正PID控制器不仅具有良好的动态特性,很强的鲁棒性和自适应性,而且调节快速,参数整定方法简单.     

改进的PSO算法及其在控制系统参数整定中的应用(英文)

针对传统PID控制对非线性、强耦合控制系统的控制效果不佳,参数整定难度大的情况,基于改进的PSO算法,设计了一种HSIC控制器。该设计借助改进的粒子群算法对控制器参数整定进行了优化研究,基于粒子群算法,借鉴遗传算法中操作因子特性,提出了一种具有遗传思想的改进粒子群算法。在Matlab环境下,通过对标准函数的仿真实验测试,验证了该改进算法的优越性。利用Simulink工具对所设计的2种控制器进行了仿真比较研究,仿真实验表明,所设计的仿人智能控制器具有较好的控制品质,有比较好的可实现性。研究表明,整定后的控制器可以满足受控系统的控制品质要求。     

自整定模糊PID控制在脱硫搅拌速度控制系统中的应用

以铁水预处理脱硫搅拌器速度控制系统为研究对象,介绍铁水脱硫搅拌器液压系统及其控制策略;设计基于自整定模糊PID的脱硫搅拌器速度控制器及模糊控制规则;通过仿真,对比传统PID控制、自整定模糊控制及自整定模糊PID控制的阶跃响应曲线.结果表明,自整定模糊PID控制响应速度快,稳态误差小.     

基于遗传算法的泵控马达系统PID参数的整定

PID参数整定是一个多参数组合优化的问题,针对目前常用的工程整定法只能从系统的单项性能指标出发进行整定,而无法在全局范围内对PID参数进行组合优化,提出基于遗传算法的PID参数整定方法.这种方法充分利用遗传算法的适应度函数,引入所需的系统性能指标,对系统进行全面的参数设计.将该方法应用于泵控马达系统,取得了良好的控制效果,并将Ziegler-Nichols与遗传算法整定的PID控制系统响应曲线进行对比分析,证明基于遗传算法的PID参数整定方法的优越性.     

基于智能融合优化算法的锚杆钻机液压系统控制策略研究

根据传统Z-N法整定PID控制器参数的不足,提出基于智能融合优化算法的PID参数整定策略。仿真结果表明:用该算法整定PID参数有效、快速、准确,具有最优性。将该算法应用于锚杆钻机液压系统控制策略研究,仿真和实验表明:当变行程机构缓冲腔峰值油压变化时,智能优化算法跟据所需功率最大原则,寻找合适系统和工作油压,引起缓冲外套位移及冲击活塞行程变化,以此改变冲击能和冲击频率,实现了锚杆钻机根据工作对象的变化,自动调整工作参数,确保设备合理参数匹配下的最大功率工作。对于其他的控制对象和控制过程有一定的参考价值。     

基于遗传算法的大吨位多油缸同步举撑系统研究

针对隧道掘进机(TBM)洞内拆装过程中，液压举撑TBM主机的负载不平衡影响多油缸同步举撑控制系统稳定性的问题，设计一套大吨位多油缸液压同步举撑控制系统，对各个液压元件进行简化建立数学模型。基于传统的PID控制方法引入遗传优化算法，对PID参数进行整定，运用MATLAB/Simulink仿真软件，与常规PID参数整定经验数据法进行比较。仿真结果表明:调节时间缩短了60%，稳态误差降低了52.38%，最大跟踪误差减少了48.57%，平均跟踪误差减少了51.62%，抗干扰性能更强，所设计的控制算法能够满足大吨位多缸液压同步举撑系统稳定性的要求。     

基于改进蚁群算法的电液比例系统PID参数优化

VACA是变尺度算法融入蚁群优化算法中而形成的一种混合算法。针对电液比例系统PID控制参数整定问题,提出了基于改进蚁群算法的PID参数优化方案,并给出了具体的实现步骤:建立臂架电液控制系统的数学模型,利用Simulink工具箱建立了电液比例控制系统的VACA-PID的仿真模型,进行了仿真和验证。结果表明:VACA-PID控制器具有良好的静、动态性能,完全能达到电液比例控制系统的要求。     

基于反馈型自适应鲁棒控制的伺服泵直接驱动电液系统精确运动控制研究

由于传统泵控液压系统存在位置跟踪精度低、频率响应慢的缺点,给精确运动控制造成很多困难。对此,针对伺服电机泵直接驱动电液系统模型的非线性动力学特性和参数不确定性,采用反馈型自适应鲁棒控制（ARC）,实现伺服泵直接驱动电液系统的精确运动控制。建立伺服电机泵直接驱动电液系统的动力学模型,通过非线性泵流量映射重新建立泵的动力学模型。采用反馈型ARC方法进行控制器设计,合成泵的控制输入,使气缸执行器位置跟踪一个期望的轨迹,并对系统模型的位移斜坡响应和伺服泵功率进行实验仿真。结果表明：相比于PID控制,反馈型ARC控制下的位移跟踪误差大幅度降低,伺服泵的平均功率分别降低了55%、26%、63%,峰值功率也有所降低。采用反馈型ARC控制,能够实现有效的模型补偿,使得系统运行稳定,提高系统模型的跟踪性能和鲁棒控制性能。     

Parameter identification when designing a solid-modeling-based grinding-machine controller

Modern computer-aided design and dynamics simulation tools allow design and testing to be performed in a virtual-reality environment. The integration of controller synthesis programs also makes it possible to perform servo tuning without actually having to build a prototype. However, most servo controllers are based on integer processors for machine tools, and the integer numbers entering into a servo tuning interface often do not directly reflect the magnitudes of the actual controller parameters, impairing the virtual tuning. This study addressed this problem by employing a gain parameter to each control parameter, and developing an identification algorithm for these parameter gains. The identification results were used to tune the servo, which was first carried out within the solid-modeling simulation environment. This procedure makes it easy to implement the controller parameters in the actual machine. The actual implementation of the resultant controller verified that the proposed method improved the servo performance, including eliminating the overshoot in both position and velocity responses of the grinding machine.     

IMC PID控制器在轧机液压自动位置控制系统中的应用

提出一种能使系统取得较好性能鲁棒性的内模PID滤波器参数选取方法。由于内模PID中滤波器参数对闭环系统的动态性能影响明显且由Monte-Carlo实验结果可直观看出并评价闭环系统动态性能的优劣,因此通过Monte-Carlo实验来选取滤波器参数可保证系统的性能鲁棒性。将所提出的参数选取方法应用到轧机液压自动位置控制系统中,结果表明:通过该方法选取的滤波器参数可使系统的动态响应具有较小超调和较好的性能鲁棒性,达到理想的控制效果。     

基于PID模糊控制器的闭式泵控系统特性研究与分析

传统农用机械中的电控液压系统存在能耗高、电气化程度低和转向精度低等问题,故提出一种基于PID模糊控制器的闭环泵控系统,以提高电控液压系统的响应特性、控制精度和电气化程度。通过分析闭式液压泵控系统的工作原理搭建系统的数学模型,并在MATLAB软件中构建该系统的仿真模型,验证了该控制系统的动态特性。仿真结果表明:基于PID模糊控制器的闭式泵控系统具有良好的动态特性和控制精度;响应时间由原PID控制的1 s减为0.8 s,系统超调量由6.5 mm降为4.2 mm,系统稳定时间从3.8 s减为2.5 s。     

80MN锻造液压机液压控制系统的研制

研制了具有等温锻功能的80 MN锻造液压机液压控制系统.针对能量损耗低和控制精度高的要求,采用了西门子S7-400 PLC与Trio控制器相结合的控制方案,PLC实现液压泵的控制、电液伺服阀的切换、工作台控制、加热与冷却系统控制、润滑系统控制及安全监测;Trio完成速度控制与平度控制的任务,获得了预期的控制结果.     

基于混合粒子群算法的注塑机电液伺服系统控制研究

注塑机电液伺服系统是一个时滞、非线性复杂系统,传统PID控制往往难以取得理想的控制效果。为了获取良好的控制效果,提出一种用混合粒子群算法优化PID控制器参数的方法,将模拟退火算法引入到粒子群算法中,能够更加快速、准确寻优出PID控制器最优参数。利用MATLAB仿真软件建立注塑机电液伺服系统控制模型,将混合粒子群算法与粒子群算法、遗传算法进行对比。仿真结果表明:利用混合粒子群算法优化的PID控制器收敛速度快、准确性高、鲁棒性强,明显提高了系统的控制性能。     

风电机组液压变桨距系统H∞鲁棒控制策略研究

变桨距系统是风电机组的重要组成部分,其通过改变桨距角来调整恒定功率,对系统的安全运行起关键作用。针对液压变桨距系统中存在的参数不确定和外界干扰,提出一种风电机组变桨距系统的H∞鲁棒控制策略。简化了液压变桨距系统的数学模型,并改写成标称对象的状态方程;根据系统性能要求,选取混合灵敏度优化过程中符合系统要求的加权函数,进而求得系统广义被控对象的状态空间实现;通过求解Riccati方程获得H∞控制器;进行仿真验证并与传统PI变桨控制策略进行比较,验证了所提控制策略的有效性和优越性。