基于MATLAB和OPC实现分数阶PID在锅炉汽包液位控制中的应用

基于Oustaloup算法设计出分数阶PID控制系统,并利用MATLAB及OPC技术,将分数阶PID控制器应用到锅炉汽包液位DCS控制系统中。     

分数阶控制器在气动位置伺服控制中的应用研究

针对气动位置伺服控制系统的弱阻尼、强非线性等问题,提出一种基于分数阶微积分的分数阶控制策略.分数阶控制器的分数阶微积分可以增加传统PID控制器的设计灵活度和系统的稳定度.为验证分数阶控制器的良好控制特性,在Matlab/Simulink下建立了详细的气动位置伺服系统模型.仿真结果表明:分数阶控制器具有对参数不确定性和非线性良好的控制效果.     

加热炉分数阶PID温度自适应控制系统设计

针对加热炉温度控制系统控制器参数不易选择的问题，提出一种分数阶自适应PID串级控制方法实现控制器参数自动调整。首先以分数阶PID控制器分别作为温度主控制器和燃气流量控制器，实现加热炉串级温度控制；其次应用自适应理论对控制器进行改进，设计了自适应分数阶PID控制器。最后通过数值仿真，验证了所设计控制系统对加热炉温度控制的有效性和可行性。     

一阶时滞不稳定对象的PID控制器多目标优化设计

针对一阶时滞（FOPDT）不稳定对象,提出了一种基于参数稳定空间的多目标遗传算法进行PID控制器的优化设计。该算法首先采用两级控制结构,以保证PID控制器参数稳定空间的存在性,然后,基于该稳定空间提出了一种多目标遗传算法,用来求解带约束的多目标PID控制器参数整定问题。数值例子和生物反应器仿真研究表明所提方法的有效性。     

基于相角裕度与鲁棒性解析法设计分数阶PI~λ控制器

介绍了一种基于期望相角裕度与提高系统鲁棒性的解析法设计分数阶PIλ控制器。首先,根据相角裕度的定义和提高系统的鲁棒性得到3个非线性方程组,并用图解法得到PIλ控制器的积分阶次λ;然后,由解析法得到控制器的比例增益kP和积分时间常数TI。比较传统Z-N法设计的常规PI控制器,仿真表明解析法得到分数阶PIλ控制器能得到期望的裕度并具有更好的鲁棒性。     

分数阶控制器在过热汽温控制中的应用研究

在传统串级控制基础上结合分数阶PIλ Dμ控制器,提出过热汽温的分数阶PIλDμ串级控制策略.采用粒子群优化算法对分数阶PIλ Dμ控制器参数进行整定.在Matlab/Simulink仿真环境中对分数阶PIλDμ控制器和整数阶PID控制器的控制效果进行仿真对比,结果表明分数阶pIλ Dμ控制器在设定值跟踪、扰动抑制和鲁...     

PID仿真培训软件的开发及应用

根据目前工业生产中PID控制器应用的实际情况,针对各种典型的复杂的工业过程,采用基本型PID控制器,通过机理分析建模、用VC进行模型仿真和用VB编写人机界面,开发了PID仿真培训软件.该软件能够仿真基本型PID控制器在各种复杂情况下的运行情况,并能对不同参数下的控制性能曲线进行对比分析.     

分数阶和整数阶混沌系统的投影同步

介绍了一种新的三维分数阶混沌系统,通过理论解析、Lyapunov指数与维数求解以及变换分数阶混沌系统阶数时,系统相图和吸引子的变化情况验证了该系统是混沌的。通过研究追踪信号的理念和模拟整数阶混沌同步控制器的原理,发现了一个新的非线性控制器。理论推导和Matlab实例仿真结果表明:该非线性控制器可使分数阶混沌系统与同维整数阶混沌系统之间具有良好的投影同步效果。     

基于鲁棒PID控制器的注射机料筒温度控制系统

注射机的料筒温度是决定塑料成品品质的一个关键因素。基于一个假设,即存在一个稳定的实主导极点,并且这个极点的阶数超过所设计的PID控制器的可调整参数的数量。提出了一种新的基于多主导极点方法的PID控制器,研究了注射机料筒温度的一阶积分时滞系统的鲁棒控制。利用Matlab求解特征方程对s的各阶导数组成的联立方程组,得到主极点和PID控制器的可调参数。在注射机注射速度系统的一阶积分时滞系统下进行了仿真实验,结果表明:设计方法具有良好的追踪性能和调节性能,并且鲁棒性良好,能够满足注塑机料筒温度控制的需求。     

基于神经网络PID控制器的辊道窑温度控制仿真系统研究

在深入分析辊道窑特点及其热工过程的基础上,运用新型智能神经网络PID控制器设计开发了"基于神经网络PID控制器的辊道窑温度控制仿真系统",通过对辊道窑温度控制仿真和电炉模拟实验,证明设计开发的PID控制器是可行的。     

微分跟踪器的研究与应用

针对传统方法从含噪声的信号中提取或恢复原始信号时具有将噪声放大及超调量大等的缺点,将微分跟踪器应用于PID控制器中,得到了原始信号的最佳逼近.利用MATLAB仿真软件在Simu-link中的S函数建立系统模型,将微分跟踪器与P1D控制器结合进行仿真,并与传统PID控制器进行比较.结果表明：微分跟踪器与PID控制器的结合有效地提取了原始信号,能够克服传统PID控制器中微分环节将噪声放大并产生副作用的消极因素,在噪声扰动下体现了较强的抗噪声能力,并且无超调的跟踪原始信号,充分提高了系统的可利用性.     

基于期望闭环系统响应的网络化串级控制系统PID整定

研究有常数网络诱导时延的一类典型网络化串级控制系统的PID控制器参数整定问题。系统中的网络诱导时延为常数,主对象和副对象均为一阶惯性加纯迟延环节(FOPDT)。主控制器是有超前滞后校正环节的PID,副控制器是带有滤波环节的PID。基于过程模型和期望闭环系统响应整定PID参数,采用一阶P偄de近似纯迟延环节,以解析的形式推导出了主控制器和副控制器整定参数的表达式,并采用双线性变换法得到离散时间PID控制器。提出了网络化串级控制系统的控制性能综合指标,并基于TrueTime工具箱在不同网络诱导时延时对网络化串级控制系统进行了仿真研究。仿真结果和性能指标计算结果均验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于阈值开关模糊PID控制的直流电机调速系统

介绍直流调速系统工作原理,在分析模糊PID控制器原理的基础上,充分结合传统PD控制响应速度快和模糊PID控制精度高的特点,设计了一种阈值型模糊PID算法,应用于直流电机调速系统。通过在MATLAB/Simulink中与传统PID控制进行仿真分析对比,证明了这种算法的有效性。     

不稳定时滞过程PID控制器时域直接设计法

直接在时域上设计不稳定时滞过程比例积分微分(PID)控制器.采取双回路三环节的控制结构,满足时域指标-阻尼系数的要求,并对积分增益进行优化.首先设计出满足时城指标要求的理想PID控制器,然后将微分运算等效移动到内部反馈支路,最后合并3个环节得到设定值加权PID控制嚣.仿真表明该方法是有效的,所整定的控制系统具有好的鲁棒...     

基于BP网络的流浆箱双变量PID解耦控制

针对造纸工业中的气垫式流浆箱总压与浆位的非线性、强耦合特性,在分析与总结BP神经网络、PID控制等优点的基础上,设计了一种基于BP神经网络的双变量PID解耦控制器。该控制器可利用神经网络所具有的任意非线性表达能力,根据系统现场的运行状态,按照人为设定的性能指标,通过自学习和权值调整来整定PID控制的比例(kp)、积分(ki)、微分(kd)三个参数,最终实现具有最佳组合的PID控制,进而实现了气垫式流浆箱总压与浆位的解耦控制。同时,还针对气垫式流浆箱的线性模型和非线性模型进行了仿真,仿真结果表明:该解耦控制器具有实现简单、动态响应快、控制精度高等特点,有较高的实用价值。     

模糊PID控制器在无刷直流电机控制系统中的应用

针对传统PID控制依赖被控对象精确的数学模型,应用于无刷直流电机调速难于达到良好的动态响应的缺点,将模糊PID控制器应用于无刷直流电机的控制中,运用模糊控制原理对PID参数进行在线调整。在分析无刷直流电机数学模型和控制方法的基础上,在MATLAB中应用Fuzzy Toolbox和Simulink对无刷直流电机调速系统进行仿真。实验表明,模糊PID控制相对于传统的PID控制具有更好的动态和静态性能,控制精度也大为提高。     

基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制及应用

针对一类未知的单输入单输出离散非线性系统,提出了基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制方法。该方法由线性自适应PID控制器、神经网络非线性自适应PID控制器以及切换机构组成。采用线性自适应PID控制器可保证闭环系统所有信号有界;采用神经网络非线性自适应PID控制器可改善系统性能;通过引入合理的切换机制,能够在保证闭环系统稳定的同时,提高系统性能。理论分析表明,该方法能够保证闭环系统所有信号有界,如果适当地选择神经网络的结构和参数,系统的跟踪误差将收敛于任意给定的紧集。将所提出的方法应用于连续搅拌反应釜,仿真结果验证了所提出方法的有效性。由于该方法基于增量式数字PID控制器,在工业过程中有着广阔的应用前景。     

基于微粒群优化的鲁棒PID控制器参数整定方法研究

针对复杂工业过程中存在的一类模型不确定问题,提出一种新的鲁棒PID控制器参数整定方法.通过将鲁棒PID控制器的参数整定问题转化成一个max-min优化问题,利用微粒群优化(PSO)的协作算法对之进行求解,能获得某种鲁棒性能指标最优的PID控制器.对连续搅拌反应釜系统的实例仿真结果表明:与其它典型鲁棒PID控制器设计方法相比,本方法得到的PID控制器具有更强的鲁棒性和抗干扰能力,当过程操作范围发生大的变化时,利用本方法设计的鲁棒PID控制器能获得满意的结果.     

基于LMI的鲁棒PID控制器设计及工业应用

针对工业广泛应用的PID控制器,提出一种PID控制器性能评价及鲁棒参数优化的设计方法,该方法将PID控制器性能评价与鲁棒参数整定问题转化为线性矩阵不等式(LMI)凸优化问题进行求解,并利用所提方法开发了工业应用注册软件.