射电望远镜PID控制系统仿真

射电望远镜控制系统是射电望远镜设计中的重点,控制系统的控制精度直接影响到射电望远镜的测量精度和灵敏度.通过对射电望远镜系统建模分析,发现传统的PID算法存在积分饱和缺陷问题,会造成系统超调,调节时间延长等不利结果.将积分分离PID控制算法引入到射电望远镜控制器设计中,利用LabVIEW实时仿真模块的功能,搭建了半实物仿真模型,分别采用传统PID和积分分离PID控制,对系统进行半实物仿真实验,提高控制器的控制性能,实验结果表明,积分分离PID控制效果良好.     

基于模糊理论的数控伺服系统仿真研究

在数控伺服系统中,当系统参数发生变化或者受到外界干扰时,采用PID控制容易导致过大的超调甚至引起震荡,从而使系统的动静态性能变差。本文提出一种模糊PID控制器,它结合了PID控制和模糊控制的优点,具有较好的自适应和抗干扰能力。以本研究所研制的数控高速铣齿机Z轴位置伺服系统为研究对象,在Matlab中分别采用PID和模糊PID控制进行仿真。结果表明,模糊PID控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,更能满足数控伺服系统的性能要求。     

基于自适应模糊PID控制的太阳光跟踪伺服系统

针对太阳光跟踪伺服系统中传统PID控制过程中的一些问题,通过对自适应模糊PID控制系统的分析,设计了一种双轴跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器,同时在Simulink环境中建立了方位角跟踪传动机构仿真模型并完成了仿真。仿真结果表明,太阳光跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器较传统PID控制器具有较强的稳定性、适应性与鲁棒性,在太阳光跟踪伺服系统控制领域具有重要的实用价值与应用空间。     

基于模糊PID的机器人视觉伺服控制

本文将模糊PID控制应用到机器人视觉伺服控制系统中,用以克服机器人视觉伺服系统的强耦合何非线性因素得影响。以二自由度机器人视觉伺服系统为例,仿真实现了其对直线运动和圆周运动轨迹跟踪,结果验证了控制器的效果。     

模糊PID控制在基于DSP的伺服控制系统中的应用

针对伺服系统的非线性因素及时变性的影响,模糊控制和PID控制的各自特点,提出了在基于DSP的运动控制器构建的伺服系统中采用模糊PID控制算法,来实现对伺服系统的位置进行实时控制,改善系统控制过程的静态、动态性能,最后通过MATLAB仿真,结果证明采用该方法使系统达到了较为满意的效果。     

自校正PID控制在雷达天线控制系统中的应用

为了提高雷达位置伺服系统的跟踪能力,缩短系统的响应时间,在原模拟伺服系统中加入计算机作为控制器.系统采用自校正PID控制方法对雷达天线进行位置跟踪,避免了一般的数字PID控制时参数无法在线调整的缺点,并通过Matlab进行了仿真.仿真结果表明,所设计的控制器应用在雷达伺服系统中能达到满意的控制效果,响应速度较快.     

一种基于模糊PID的AFS电机控制方法

本文在基于汽车驾驶模拟器的自适应前照灯系统(Adaptive Front-Lighting System,AFS)半实物硬件仿真平台上,根据AFS动力学模型的特性,提出一种基于模糊PID控制的AFS步进电机控制方法。该方法以AFS动力学模型输出为输入,利用实验获得的经验人为创建语言控制规则,并依据其进行模糊推理,构成模糊规则表,计算模糊关系最终获得模糊输出判决。在实验中运用MATLAB工具将模糊PID算法和常规PID算法进行对比,并在AFS半实物仿真平台上进行性能分析。实验结果表明,模糊PID算法明显优于常规PID算法,且更适合AFS系统中步进电机的控制需求。     

直升机智能PID控制研究

针对直升机俯仰角度控制和旋转轴速度控制需求,对模糊PID控制、神经网络PID控制和免疫PID控制在不同控制规律下的系统控制效果进行了对比研究。仿真实验表明,神经网络PID控制器准确性最高,系统响应无误差,稳定性较好,但响应时间较长;模糊PID控制器系统动态响应时间较快,系统稳定性相对最好,但存在微量误差;免疫PID控制器控制直升机旋转轴时,系统响应速度和稳定性明显优于其他两类控制器,但对俯仰角控制效果差。     

模糊PID控制器设计及MATLAB仿真

将模糊控制器和PID控制器结合在一起,构造了一个模糊PID控制器,利用模糊推理的方法调整PID控制器的参数,并利用MATLAB的SUMLINK工具箱,对系统进行仿真,仿真结果表明模糊PID控制器能使系统达到满意的控制效果.     

基于Fuzzy模型的交流伺服系统自适应PID调节器的设计

为了提高交流伺服系统在实际应用场合中的控制精度和性能特性,提出了模糊自适应PID控制器。模糊自适应PID控制,将传统的PID控制和模糊控制结合起来,可以发挥两者的优势,得到更优良的控制性能。基于Matlab/Simu-link平台搭建了系统的仿真模型,内环采用PI控制,外环采用模糊自适应PID控制,并对模糊自适应控制中的模糊隶属函数进行了优化。在仿真平台上进行了突加负载实验,仿真结果验证了这种方法的可行性,同时,也可以获得较好的性能。     

燃料电池动力系统硬件在环仿真开发

建立了燃料电池硬件在环仿真系统平台，包括燃料电池动力系统各部件模型和控制系统底层软硬件平台，对多能源动力系统能量管理的不同控制算法进行了分析。硬件在环仿真系统在动力控制系统开发中得到了广泛的应用，并对恒压控制算法进行了台架试验，验证了硬件在环仿真系统的有效性。     

基于Modelcia的空调半实物仿真系统的设计与实现

为进行多领域空调系统的整体性能分析,基于Modelica建立了串口通信模型和空调模型,利用自编程的信号调理电路和已建立的串口通信模型将空调模型与空调控制器进行连接,建立了空调半实物仿真系统,仿真实验结果证明了本系统的有效性。本空调半实物仿真系统为多领域系统的半实物仿真提供了一套新的解决方案,可有效提高产品研发效率,降低研发成本。     

Real-time multi-rate HIL simulation platform for evaluation of a jet engine fuel controller

A new Hardware-In-the-Loop (HIL) platform is developed for testing of a turbojet engine fuel control system using a multi-rate simulation platform. The HIL equipment consists of an industrial PC and a commercial I/O board for jet engine simulation as the controlled process and an Electronic Control Unit (ECU) as the fuel controller. The controlled process consisting of actuator, physical process and sensors is fully simulated in HIL simulation. However, the high resolution signals of some components in the HIL simulation cause the real-time simulation to become difficult due to the need of small time-steps. As a result, the disparity between the jet engine model sampling rate and these high resolution signals requires a multi-rate simulation. In this study, a multi step size simulation is developed using multiple processors. These processors are designed to synchronize the status of the engine model with the control system as well as to convert the raw data of the I/O boards to actual input and output signals in real-time. These features make the HIL equipment more effective and flexible. The HIL environment is proved to be an efficient tool to develop various control functions and to validate the software and hardware of the engine fuel control system.     

某新型航空发动机的建模及仿真研究

建立航空发动机的数学模型进行仿真实验在发动机的整个研制过程中尤为重要.针对目前大多航空发动机的建模及仿真研究都仅限于单轴或双轴发动机的问题,结合某新型航空发动机的特点提出三轴发动机的建模及仿真方法,并通过HIL仿真试验系统的综合测试.对比分析结果表明,某型航空发动机的数学模型具有较高的置信度,所提出的数学模型能够满足控制器HIL仿真、控制器测试等方面的应用要求.     

A HIL simulator of Flexible-link Mechanisms

The aim of this paper is to develop a Hardware-In-the-Loop (HIL) simulator of flexible-link mechanisms. The core of the simulator is a highly accurate FEM nonlinear dynamic model of planar mechanisms. The accuracy of the proposed simulator is proved by comparing the response of the virtual model with the response of the real mechanism by using the same real controller. Results are provided by the use of classical controllers real-time capability of the dynamic model is guaranteed by a symbolic manipulation of the equations that describe the mechanism, in order to avoid the numerical inversion of the large mass matrix of the system. This HIL simulator is a valuable tool for the tuning of closed-loop control strategies for this class of mechanisms, since it allows to reduce the safety risks and the time needed to fine tune the real-time controller parameters.     

A HIL Testbed for Initial Controller Gain Tuning of a Small Unmanned Helicopter

A Hardware-In-The-Loop (HIL) testbed design for small unmanned helicopters which provides a safe and low-cost platform to implement control algorithms and tune the control gains in a controlled environment is described. Specifically, it allows for testing the robustness of the controller to external disturbances by emulating the hover condition. A 6-DOF nonlinear mathematical model of the helicopter has been validated in real flight tests. This model is implemented in real-time to estimate the states of the helicopter which are then used to determine the actual control signals on the testbed. Experiments of the longitudinal, lateral and heading control tests are performed. To minimize the structural stress on the fuselage in case of controller failure or a subsystem malfunction, a damping system with a negligible parasitic effect on the dynamics of the helicopter around hover is incorporated. The HIL testbed is capable of testing the helicopter in hover, as well as on any smooth trajectories such as cruise flight, figure-8, etc. Experimentally tuning the controller on the HIL testbed is described and results in a controller which is robust to the external disturbances, and achieves an accuracy of ±2.5 cm in the position control on the longitudinal and lateral trajectory tracking, and ±5 deg accuracy around the yaw axis on the heading trajectory tracking.     

气动加载系统的积分型线性自抗扰控制

气动加载系统是复杂的非线性时变系统,可变参数和不确定性比较多,本文采用积分型线性自抗扰控制器(I--LADRC)对气动加载系统进行控制.自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)结构简单,不依赖于被控对象精确的数学模型,可以很好补偿被控系统内外各种不确定性.加入积分环节用来弥补ADRC在时变系统控制中存在的不足.在采用VC++6.0的工控试验平台上,将I--LADRC应用于气动加载系统中,分别在加载压力为恒值、方波和正弦波时进行空载和加载实验,并将得到的实验结果与PID控制算法进行比较,实验结果表明该控制算法不仅响应速度快,精度高,并且还具有较强的鲁棒性,具有良好的工程应用前景.     

史密斯模糊整定PID控制器的设计及仿真

对传统的史密斯预估器进行改良.针对传统的史密斯控制系统过分依赖被控对象的精确数学模型、以及当预估器与实际对象有差异时控制效果不佳的缺点,提出了史密斯纯滞后补偿和模糊整定PID参数原理相结合的集成控制算法,该算法将该模糊自适应整定PID控制器引入史密斯控制系统中,用模糊控制器取代原系统的控制器;并将该方法用于激光晶体生长系统的直径调节器中,结果表明,该系统同时兼顾了史密斯控制和模糊控制的优点,对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用.     

机动弹头末制导模糊控制研究

机动弹头在末制导段的飞行参数随着飞行条件的变化而发生较大变化,呈现严重的非线性,给控制系统设计带来较大困难.结合模糊控制和PID控制的优点,从工程实用的角度出发提出了一种基于模糊PID控制器设计的方法.模糊控制系统对系统的参数变化有较强的适应能力,尤其适合于数学模型未知、非线性的、复杂的对象.模糊控制器可根据系统的误差和变化对PID控制器参数进行自动优化和调整,然后用同法设计导弹的俯仰通道模糊控制器,并与传统的PID控制器进行分析对比,最后在六自由度模型上进行仿真.仿真结果表明控制器能够满足机动弹头末制导控制系统要求.     

史密斯模糊整定PID控制器的设计及仿真

对传统的史密斯预估器进行改良。针对传统的史密斯控制系统过分依赖被控对象的精确数学模型、以及当预估器与实际对象有差异时控制效果不佳的缺点,提出了史密斯纯滞后补偿和模糊整定PID参数原理相结合的集成控制算法,该算法将该模糊自适应整定PID控制器引入史密斯控制系统中,用模糊控制器取代原系统的控制器;并将该方法用于激光晶体生长系统的控制中,结果表明,该系统同时兼顾了史密斯控制和模糊控制的优点,对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用。