带补偿因子的双模糊控制在电液伺服阀控非对称缸系统上的应用研究

为解决电液伺服阀控非对称缸系统在进行对称运动时由于液压缸的非对称性带来的控制非对称问题,提出一种含补偿因子的双模糊控制算法。以电液伺服阀控非对称缸系统为对象,针对非对称液压缸在两个运动方向上动态特性的非对称性问题,采用含补偿因子的模糊控制器进行补偿。同时,针对负载力大范围变化的特点,采用模糊PID控制算法来适应负载的变化。模糊PID控制器及含补偿因子的模糊控制器以经过跟踪微分器处理的误差及误差的微分作为输入,模糊PID控制器输出为PID控制器各项系数,含补偿因子的模糊控制器输出为补偿因子,结合模糊PID控制器,形成有效解决非对称液压缸非对称性问题的控制方法。仿真和试验结果表明,提出的控制方法能够有效解决电液伺服阀控非对称缸系统的控制非对称性问题,并拥有良好的控制效果。     

利用模糊神经元控制器的切削系统参数优化整定方法及应用

针对具有非线性、不确定性的受控对象,提出一种兼顾神经元控制器和模糊控制器优点的模糊神经元非模型控制方法。在此控制系统中,模糊控制器产生神经元控制器的输入,由神经元的加权值来调整模糊PID控制器的参数,由神经元控制器产生控制信号对复杂对象进行控制,前置的模糊控制器用来过滤由对象的非线性和不确定性引起的误差大扰动,后置的神经元则在实现模糊PID控制器参数自调整的同时,以非模型控制的方式产生控制作用,从而有效地提高控制系统的鲁棒性、适应性和控制品质。     

气动伺服系统的自调整模糊PID力同步控制实验研究

气动力控制是气体传动与控制的一个重要研究方向,在工业生产与过程控制中有着重要的应用价值.该文主要研究基于比例压力阀的气动伺服系统力同步控制的自调整模糊PID控制问题,设计了自调整模糊PID控制器.自调整模糊PID控制器由于具有了自调整性能,使系统获得了较好的控制性能.自调整模糊PID控制兼备自调整模糊控制和PID控制两者之长,使系统的控制性能得以进一步提高.     

阀控非对称伺服缸基于粒子群优化的模糊PID控制器研究

针对阀控非对称伺服缸非线性、参数时变的特点,考虑到油液压缩特性的影响,建立了包含变体积弹性模量的系统数学模型。提出一种基于粒子群算法优化(PSO)的模糊自适应PID控制方法(简称PSO_FPID)。模糊逻辑推理在线调整PID控制器的比例、积分和微分系数,以粒子群算法实现对模糊控制比例因子和量化因子的参数寻优,两种方法的组合保证了系统最佳参数匹配下的自适应控制。同时,利用AMESim与Simulink联合仿真研究不同含气量的阀控缸模型在传统PID与PSO_FPID两种控制方法下的动态响应特性。结果表明:PSO_FPID综合了PID控制器高精度的优点和模糊控制器快速、适应性强的特点,能够有效抑制油液动态压缩特性的非线性影响,使系统具有良好的动、稳态特性。     

用于气辅注射注气控制的数字模糊PID控制器

为了改进气辅注射注气控制系统的性能，本文在传统的PID控制中引入了模糊控制，开好一种数字模糊PID控制器，该控制器特别适合于那些难以建立精确数学模型。非线性和大滞后的过程，而且控制系统能获得良好的动态特性，本文详述了模糊控制器的设计，PID控制器的设计以及结合这两种控制器优点的数字模糊PID控制器的设计。     

液压伺服系统建模与模糊自适应PID控制研究

液压伺服系统中存在非线性、参数变化、外负载干扰等问题,这些特点和问题很大程度上影响了液压伺服系统的性能。传统的PID控制在解决高精度非线性控制问题时效果不理想,一种模糊自适应PID控制方法被提出。针对液压阀控非对称缸系统,该文分析并建立了阀控非对称缸位置控制系统的动态数学模型。基于MATLAB仿真软件,将传统PID控制策略与模糊自适应PID控制策略分别应用于阀控非对称缸的位置控制中,进行仿真研究。仿真实验结果表明,采用模糊自适应PID控制器系统能克服传统PID控制器的局限性,且具有较强的鲁棒性,较好的动态品质以及较高的控制精度。     

改进模糊PID控制在八磁极径向电磁轴承中的应用

以具有解耦作用的八磁极径向AMB为研究对象,基于对象的离散模型设计了常规数字PID控制器使系统稳定。考虑到实际AMB系统具有一定的不确定性,且常规PID对于非线性、结构参数不确定、被控对象受外部影响较大的系统,其控制性能往往不够理想,设计了具有参数在线调整功能的模糊PID控制器。由于模糊PID的变量基本论域在实际的控制过程保持不变,一定程度上降低了控制的精度,为此进一步设计了基于比例缩放思想的改进模糊PID控制器。仿真结果表明:改进模糊PID控制相较于其他控制方法具有更好的控制性能。     

基于动态惯性权重的电子节气门改进PSO-BP优化控制

针对汽车电子节气门系统存在的动态迟滞非线性问题,提出一种模糊神经网络PID控制器的设计方法。该控制器将动态调整惯性权重的粒子群优化算法和BP算法结合来优化模糊神经网络参数,修正模糊神经网络在寻优过程中收敛缓慢、易陷入局部最小值的不足。利用模糊神经网络的自学习能力,对PID控制器参数进行整定。仿真结果表明,经过优化后的模糊神经网络PID控制器相比于模糊PID控制器在响应时间、超调量和振荡次数等方面都有显着提升。在模拟气流扰动工况施加扰动信号后,该控制器表现出良好的抗干扰性能。在电子节气门响应试验中,节气门响应曲线存在轻微超调,但稳态误差较小,表明该控制方法下电子节气门具有良好的动态响应特性。     

基于模糊自整定PID的布带缠绕机张力控制算法的研究

针对常规PID控制器在数控缠绕机的张力控制过程中参数整定难以实现的困难,介绍一种基于模糊自整定PID的控制算法,根据偏差和偏差变化率来实时调整各参数。经过实验证明,该系统比常规PID控制系统具有更好的调整性能和控制特性。     

蒸馏水机控制算法的设计与仿真

为实现对蒸馏水机的较优控制,采用简化解耦设计方法,对蒸馏水机控制系统进行解耦后,设计出一种不依赖精确的数学模型又适合于耦合紧密的非线性系统控制用Fuzzy-PID控制器.采用在线实时模糊自整定PID控制策略,运用模糊推理方法实现对PID的3个参数的最佳调整.用模糊控制方法对PID参数进行模糊自校正,很好地改善了模糊控制器的稳态性能.实验和仿真研究验证,该方法可以大大提高响应速度;使系统稳态误差减小10%;超调量降低20%.     

基于FPGA的模糊自整定PID控制器的研究

提出了一种基于VHDL描述、FPGA实现的模糊自整定PID控制器设计方法。首先，借助Matlab系统仿真工具，优化得出模糊自整定PID参数的模糊推理规则和控制器算法结构。然后，进行控制器的VHDL分层设汁，作为单一控制器芯片，重点编程实现和时序仿真：模糊逻辑推理、模糊自整定PID算法、数据缓存和I／O接口控制。最后，在一个具体的FPGA芯片上实现该控制器，并在此基础上进行系统实验。实验结果表明：FPGA作为单一控制器实现模糊自整定PID控制编程规范、时序验证方便、系统修改灵活，且基本无须改动硬件，是实现单片或小系统智能控制策略的一种新的有效途径。     

基于模糊PID控制的电动负载模拟器研究

介绍了电动负载模拟器的系统结构和工作原理,分析了所存在的摩擦现象对负载模拟器控制系统的影响,建立了负载模拟器系统的数学模型。针对负载模拟器设计中主要存在的控制问题,采用模糊自适应整定PID控制方法设计控制器,消除摩擦等非线性因素对系统的影响,并基于结构不变性原理设计前馈补偿以抑制多余力矩。     

Fuzzy Gain Scheduled Continuous Stirred Tank Reactor with Particle Swarm Optimization based PID control Minimizing Integral Square Error

In this paper, a new control scheme, the gain scheduled Particle Swarm Optimization (PSO) based PID, is proposed for a continuous stirred tank reactor (CSTR). CSTR is a highly nonlinear process that exhibits stability in certain regions and instability in some regions. Generally, PID controllers are used in these processes. Tuning of the PID controller is required to guarantee the best performance of the CSTR. The proposed scheme implements the characteristics of the PSO's global optimization to tune the PID's control parameters: k_p, k_i, k_d, to obtain the best control effect by minimizing Integral Square Error online. The PID controller parameters tuned for each region using PSO are gain scheduled using fuzzy control. Fuzzy gain-scheduling is a special form of fuzzy control that uses linguistic rules and fuzzy reasoning to determine the controller parameter transition policy for the dynamic plant subject to large changes in its operating state. Simulation results show the feasibility of using the proposed controller for the control of the dynamic nonlinear CSTR.     

新型压缩机润滑油站模糊自适应PID压力控制系统

针对中国石油集团某分公司炼油厂加氢裂化装置C1102C/D压缩机新型式整体润滑油站压力控制,提出了一种模糊自适应的PID控制器,为了更好地改进PID控制器的动态和稳态性能,该控制器能够在线修改模糊PID控制器参数,经仿真和实际应用证明该方法具有良好的动静态响应特性.     

四相平板式TFPM模糊PID控制系统的设计

针对四相平板式横向磁场永磁电机非线性、时变性的特点,采用单一传统的PID控制无法达到满意的控制效果,提出了一种复合控制即模糊PID控制算法。借助于模块化建模仿真工具搭建系统仿真模型,进行模糊PID与传统PID控制的对比研究,仿真结果表明模糊PID控制精度高,动态响应速度快,静态误差小,对外部扰动(负载扰动)具有很强抑制能力并且对电机参数变化也具有较强的自适应性。解决了四相平板式横向磁场永磁电机非线性、时变性特点的控制问题。     

模糊PID控制的液驱平流泵仿真

针对如何减小往复泵瞬时流量脉动,首先分析了曲柄滑块式往复泵瞬时流量脉动的原因,然后提出了一种液压驱动的平流泵,并利用AMESim和MATLAB搭建了联合仿真模型。由于常规PID难以适应系统的变化,设计了用于3个液压缸控制的自适应模糊PID控制器,利用模糊控制规则,对PID参数进行在线自适应调整。仿真分析表明,液驱平流泵具有良好的流量平稳特性,一个周期内约80%的时间能保持严格意义的平流,其余时间内存在最大幅度约为8.4%的流量脉动,当出口压力在0～0.58 MPa之间变化时,也有良好的流量平稳特性。液驱平流泵与现有平流泵产品结构不同,可为平流泵的设计提供新思路。     

A novel interval type-2 fractional order fuzzy PID controller: Design,performance evaluation,and its optimal time domain tuning

In this paper, a novel concept of an interval type-2 fractional order fuzzy PID (IT2FO-FPID) controller, which requires fractional order integrator and fractional order differentiator, is proposed. The incorporation of Takagi-Sugeno-Kang (TSK) type interval type-2 fuzzy logic controller (IT2FLC) with fractional controller of PID-type is investigated for time response measure due to both unit step response and unit load disturbance. The resulting IT2FO-FPID controller is examined on different delayed linear and nonlinear benchmark plants followed by robustness analysis. In order to design this controller, fractional order integrator-differentiator operators are considered as design variables including input-output scaling factors. A new hybridized algorithm named as artificial bee colony-genetic algorithm (ABC-GA) is used to optimize the parameters of the controller while minimizing weighted sum of integral of time absolute error (ITAE) and integral of square of control output (ISCO). To assess the comparative performance of the IT2FO-FPID, authors compared it against existing controllers, i.e., interval type-2 fuzzy PID (IT2-FPID), type-1 fractional order fuzzy PID (T1FO-FPID), type-1 fuzzy PID (T1-FPID), and conventional PID controllers. Furthermore, to show the effectiveness of the proposed controller, the perturbed processes along with the larger dead time are tested. Moreover, the proposed controllers are also implemented on multi input multi output (MIMO), coupled, and highly complex nonlinear two-link robot manipulator system in presence of un-modeled dynamics. Finally, the simulation results explicitly indicate that the performance of the proposed IT2FO-FPID controller is superior to its conventional counterparts in most of the cases.     

一类切换模糊PID控制器设计及其仿真

提出了一类高动态性能切换模糊PID控制器设计方法.通过对传统PID控制中比例控制和微分控制作用的分析,结合模糊PID控制器鲁棒性能和自适应性好的优点,设计了一类新的模糊控制器.由于该类控制器先后经历比例控制,微分控制和模糊PID控制的切换,使被控系统不仅具有一般模糊PID控制器的所具有的良好的鲁棒性能和自适应性,而且与一般模糊控制器相比具有更小的超调量和调节时间,是一类动态性能良好的控制器.最后将该控制器应用于一伺服系统进行仿真对比,并给出了Simulink仿真框图.仿真结果说明了该控制器的优越性.