具有加权因子的PID型模糊控制器分析及设计

为了降低模糊控制器的设计难度, 提高控制性能, 以二维模糊控制器为基础, 设计了一种具有加权因子的PID型模糊控制器, 并提出了基于普通PID控制器参数整定模糊控制器参数的方法。首先, 基于模糊控制器的解析结构推导, 从理论上证明了该类PID型模糊控制器是一个全局二维多值继电器与一个局部具有变结构PID控制器的组合; 然后, 基于平衡点处该类PID型模糊控制器与普通PID控制器之间的等效关系, 建立了模糊控制器系统化的参数设计方法; 最后, 仿真实验验证了本设计的有效性。     

一种基于Labwindows和Matlab的模糊自适应PID控制器设计

PID控制是一个广泛应用于工业控制的算法,但它对非线性和不确定性系统适应性不够理想。PID参数自适应模糊控制器将模糊逻辑推理引入PID参数的在线自调整,是目前一种较为先进的控制器。本文介绍了模糊自整定PID控制器的设计方法,利用Matlab中的模糊工具箱设计模糊控制器,将PID与模糊控制器有机结合,并引入Labwindows虚拟仪器平台,实现PID参数自调整模糊控制系统的设计和仿真。结果表明,该控制器改善了控制系统的动态性能,增强了其实用性。     

模糊PID控制器的稳定性分析

构造出一种PID型模糊控制器，并证明了这种模糊控制器近似于一种变参数的PID控制器，以PID模型为基础，基于无源性定量对模型PID控制器的稳定性进行分析，导出了使模糊PID控制器稳定的充分条件，为设计稳定的模糊PID控制器提供了理论指导。     

基于模糊自整定PID的气垫登陆艇航向控制器研究

基于空气舵操纵面开展了气垫艇航向控制研究,分析了PID航向控制器的原理,设计了基于模糊自整定PID的航向控制器。根据PID控制器各参数的控制规律和经验总结,设计了一种模糊整定器,并给出了具体设计步骤。该整定器可以在气垫船航向控制中实时调节控制器比例、积分和微分参数值。在相同条件下比较了传统PID控制器和模糊自整定PID控制器的控制性能,试验结果表明模糊自整定PID控制器鲁棒性加强,动态、静态性能更好。     

基于遗传算法和模糊PID的励磁控制器

随着电力系统的发展,常规PID励磁控制器已经不能满足系统运行的动态和静态性能要求,为了克服这一缺点,设计了一种新型模糊PID控制器,在常规模糊PID励磁控制器基础之上,提出了一种利用遗传算法优化的模糊控制器.介绍了同步发电机自动励磁系统及模糊PID励磁控制器的构成,模糊PID控制器的原理及作用.仿真研究结果表明利用该方法设计的励磁控制器具有更好的动静态特性.     

基于逆系统方法的综放工作面控制系统的模糊控制器

对逆系统方法作为反馈线性化方法及其非线性本质进行深入的研究后,认知到逆系统方法建立的模糊控制器是一种变增益的非线性控制器,它与PID控制器有许多相似之处,进而设计出模糊PID复合控制器。模糊PID控制器在综放工作面中的应用的关键是模糊控制器的各个参数的整定。因此,我们用传统的方法首先设计一个PID控制器,在稳定时使模糊PID控制器的参数与PID控制器的对应参数相等,逐步调节、修改各个参数,从而可以得出模糊PID控制器的参数,模糊PID控制器在煤矿综放工作面上运用的结果令人满意。     

分数阶模糊免疫PID控制器的设计

为改善分数阶PID控制器的控制性能,借鉴整数阶模糊免疫PID控制器,把模糊免疫调节与分数阶PID控制器结合起来,设计了分数阶模糊免疫PID控制器。仿真结果表明了该方法的有效性,不但提高了分数阶PID控制器跟踪性能,而且还具有良好的鲁棒性和抗干扰性。     

一种简单的PID型模糊控制器的参数调整方法

对常规模糊控制器的结构进行了深入的研究,提示了模糊控制器与PID控制器的相似之处,分析了模糊控制器与PID控制器参数之间的关系,进而用PID控制器的参数就能很容易地设计出模糊控制器,从而大大简化了模糊系统设计的复杂性。仿真结果表明了该方法的有效性。     

PCR温度模糊PID控制器的设计及仿真

根据PCR对温度控制的要求设计出一种模糊PID控制器,采用误差和误差变化率作为模糊PID控制器的输入,PID参数作为模糊PID控制器的输出,并使用一组模糊规则实现对PID参数的在线优化调节.通过使用Simulink图形化工具平台对模糊PID控制器和传统的PID控制器进行建模和仿真.结果表明,与传统PID控制器相比,模糊PID控制器性能优良,使系统响应速度加快,超调减小.     

模糊控制及其在开关磁阻电动机控制中的应用

对常规的模糊控制器的设计进行了分析研究。以提高系统精度为目的,简单实用为原则,设计了模糊PID控制器。仿真结果表明,所设计的模糊PID控制器大大提高了系统的控制精度,加快了系统的响应特性,可以做到理论上无静差,明显优于常规的模糊控制器。最后把设计的模糊PID控制器应用到开关磁阻电动机调速系统中,经过反复实际调整,确定了一组合适的量化因子的数值,这对量化因子使用理论值来说是个突破。同时实验结果表明,文中设计模糊PID控制算法不但可行,且效果很好,已在实际中得到成功的应用。     

基于CAN总线的自主水下航行器分布式控制系统设计

提出一种基于CAN总线的分布式控制系统设计方案,该总线主要搭载任务控制系统、导航控制系统、运动控制系统、安保系统四个节点。将自主水下航行器的功能分布到不同的控制节点,具有较好的体系结构,且便于维护与升级。不同于集中式控制系统,当系统内需增加其他功能模块时,无需修改硬件部分可直接接入控制系统,便于控制具有很好的实时性与可扩展性。最后通过湖试结果显示,自主水下航行器航行稳定,分布式控制系统运行良好,验证了该设计的可靠性与有效性。     

基于参考模型的扰动观测器控制系统

为了补偿控制系统的未知动态和外部扰动,论文提出一种基于参考模型的扰动观测器控制系统.首先,分析了二阶理想参考模型控制系统的设计,并通过闭环传递函数证明了参考模型控制系统的稳定性.然后,设计了二阶系统扰动观测器和基于参考模型的扰动观测器控制律,分析了二阶闭环控制误差系统收敛性.并推广到n阶控制系统,证明了n阶闭环控制误差系统稳定性.最后,仿真实验结果表明,与线性自抗扰控制(LADRC)系统相比,基于参考模型的扰动观测器控制系统阶跃响应的跟踪精度和抗扰性能明显优于LADRC系统,扰动的估计精度高,控制输入量小于LADRC系统;基于参考模型的扰动观测器控制系统正弦跟踪精度和扰动的估计精度也高于LADRC系统.该新型控制系统结构简单,抗扰性能好,控制效率高,具有重要的工程应用价值.     

基于模糊控制的重介选煤介质密度控制系统设计

针对某选煤厂原有的重介选煤系统介质密度控制以人工控制为主,从而影响控制效果的问题,设计了一种基于模糊控制的介质密度控制系统。该系统在原系统的基础上添加了一套新的PLC和监控软件。新的PLC从原系统中的PLC中读取现场的所有数据,并采用模糊控制算法将控制参数输入到原系统的PLC中,从而有效控制合格介质桶的出口密度。实际应用表明,该系统控制效果良好,且控制方法简单。     

基于小波变换的二阶线性分布参数系统预测控制

分布参数系统由于其复杂性,控制系统设计一直是控制理论的难点.寻求解决分布参数系统控制的新思路,本文提出了基于正交小波变换的线性离散时间分布参数系统预测控制概念,应用正交小波变换将二阶线性分布参数系统预测控制命题变换为集总参数系统预测控制问题,并设计预测控制器,将控制律进行反演获得原系统的具有分布特性的控制律.仿真研究表明,本文提出的分布参数系统预测控制算法取得了理想的控制效果,对系统模型失配和扰动具有较好的鲁棒性,验证了算法的有效性.     

自适应变结构控制系统

给出了一种自适应变结构控制系统的系统设计思想、控制方法和系统结构 ,并把其应用于城市管网供水的交流调速控制系统中去。实践表明 ,这种控制方法 ,可以克服被控系统中特有的大惯性滞后时间常数所引起的不利现象 ,改善了原有的单闭环 PID控制系统的动态品质和控制品质 ,提高了系统的响应速度。     

基于动态矩阵的隔振器滞回动力自动控制系统设计

现有基于PLC的隔振器滞回动力自动控制系统存在控制误差高的不足,为此设计了一种基于动态矩阵控制算法的自动控制系统。系统的硬件部分由动态控制中心、伺服电机、动力传感器、前置信号放大器、及数据计算单元等关键的模块构成,为提高系统的控制性能在伺服电机模块中内置了型号的单片机控制器,保证电磁控制信号的稳定输出;依据动态矩阵控制算法原理设计了自动化控制系统的主控程序,并给出了动态预测矩阵控制的基本流程,利用动态滚动预测的模式来降低控制时域内的误差,并保证滞回动力值的稳定输出;分析数据表明,提出的自动化控制系统在功能性方面可以满足批量测试及远程控制的要求,在3个稳态值条件下的系统误差都明显低于传统隔振器控制系统,最高的误差输出在0.05之间。     

基于滑模变结构的PMSM控制系统的研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中易受机械式传感器影响的问题,设计了一套基于滑模变结构控制(SMC)的永磁同步电机控制系统.由于永磁同步电机在运动时受到负载突变和系统参数变化会影响整个控制系统的稳定性,提出了具有开关结构的非线性滑模变结构控制的系统.首先分析了永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型,在此基础引入双闭环一阶滑模变结构控制系统,实现对PMSM的转速和转矩控制.仿真实验表明,滑模变结构控制系统不会受到外界变化的影响,永磁同步电机的转速和转矩都能稳定运行.滑模变结构控制系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统研制

为了提高无人艇在水域作业时的航向跟踪精度,自主设计了一款鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统。该系统由岸基控制系统和艇载控制系统组成,具有自主巡航和手动控制2种工作模式。岸基控制系统通过数传电台与艇载控制系统进行信息交互,显示传回的状态信息并下达控制指令,在自主航行模式下完成BD09与WGS84的坐标系转换、期望航向角计算和目标点更新;艇载控制系统采用STM32F429作为控制芯片,完成数据采集和运动控制,在自主巡航模式下提供位置和航向数据,通过路径跟踪控制器输出的舵机PWM信号调整航向。实验表明设计的路径跟踪控制系统运行稳定,精度较高。     

二维直线电机的并联型无模型自适应复合控制

针对二维直线电机平台系统的XY轴协同控制问题,将PI与并联型无模型自适应相结合的复合控制方法应用于控制系统。该控制方法通过在每个子系统加入PI控制方法保证其稳定性,再通过并联型的无模型自适应控制方法来提高整个系统的跟踪性能,以减小系统位置误差。基于数据驱动的无模型自适应控制方法设计二维直线电机系统控制器,其优势在于无需被控系统精确数学模型,仅根据被控系统输入输出数据对系统进行控制。相比基于模型的控制方法,该方法能够减小未建模动态产生的干扰,有效提高控制精度。仿真及实物控制效果对比结果表明,这种复合控制方法明显提高了整个系统的稳定性和位置跟踪精度。     

卷绕线张力控制系统的建模与研究

自动卷绕线控制系统中,张力控制是十分重要的一环,控制的好坏直接影响到产品质量及生产效率的高低.建立张力控制系统的模型能从理论上对其进行深入地研究,为先进控制算法的引入奠定理论基础.以放卷张力控制系统为研究对象,在深入分析自动卷绕线张力控制系统放卷部分受力情况的基础上,推导了放卷张力系统的数学模型,并指出张力系统状态方程的建立方法.在对张力控制系统控制策略研究的基础上,利用Simulink仿真平台建立了放卷张力PID控制系统的仿真模型,并给出了相应的仿真结果,为张力控制系统的分析与研究提供了必要的理论依据.