Structure analysis of a class of fuzzy controllers using pseudo trapezoid shaped membership functions

An output expression of a class of dual-input single-output fuzzy controllers using pseudo trapezoid shaped membership function is given. By structure analysis it is prdved that this class of fuzzy controllers is the sum of a global two-dimensional multi-level relay and a local linear or nonlinear proportional-integral or proportional-differential controller. And the output of this class of fuzzy controllers is a continuous, non-decreasing function of its input variables. These and other meaningful results derived from structure analysis based on the output expressions can guide the design of fuzzy controllers.     

ACS algorithm-based adaptive fuzzy PID controller and its application to CIP-Ⅰ intelligent leg

Based on the ant colony system(ACS)algorithm and fuzzy logic control,a new design method for optimal fuzzy PID controller was proposed.In this method,the ACS algorithm was used to optimize the input/output scaling factors of fuzzy PID controller to generate the optimal fuzzy control rules and optimal real-time control action on a given controlled object.The designed controller,called the Fuzzy-ACS PID controller,was used to control the CIP-I intelligent leg.The simulation experiments demonstrate that this controller has good control performance.Compared with other three optimal PID controllers designed respectively by using the differential evolution algorithm,the real-coded genetic algorithm,and the simulated annealing,it was verified that the Fuzzy-ACS PID controller has better control performance.Furthermore,the simulation results also verify that the proposed ACS algorithm has quick convergence speed,small solution variation,good dynamic convergence behavior,and high computation efficiency in searching for the optimal input/output scaling factors.     

废水中和处理pH值控制的研究与实践

根据pH对象的特性曲线,设计了一种利用非线性增益补偿pH静态增益的变化,同时运用模糊前馈系统抑制pH超调的前馈 反馈非线性控制模型,实现了pH值的闭环控制,并且在实际运用中取得了较好的效果．     

主动悬架 LQG 控制与模糊 PID 控制的比较研究

为了解决主动悬架系统控制问题,建立了1／2车辆主动悬架系统动力学模型,并设计了两种应用于主动悬架的控制器：LQG控制器和模糊PID控制器。 LQG控制器以车身垂向加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动位移和悬架控制力作为其性能评价指标。模糊PID控制器将PID控制器与模糊控制器并联,采用了双模糊控制,分别以质心速度及其变化率和俯仰角速度及其变化率作为前、后悬架模糊控制器的两个输入;输出分别为前、后悬架的控制力。将分别应用这两种控制器的主动悬架在Simulink中仿真,结果表明两种控制器均能很好地改善汽车平顺性和乘坐舒适性。通过对两种控制的综合比较,模糊PID控制更具有实用性。     

模糊PID控制结构分析

本文研究了经典PID控制器和正在兴起的智能控制技术在现实工业生产中的有效融合,分析了模糊控制器的设计方法的发展历史。基于这些分析,提出并讨论了结合经典PID控制和模糊控制的控制器的结构和方法。     

PID控制系统和模糊自适应PID控制系统的研究及比较

首先介绍了PID控制系统的工作原理,因PID控制器结构简单、实现简单,控制效果良好,所以已得到广泛应用。但当控制对象变化时,控制器的参数难以自动调整。为了使控制器具有较好的自适应性,可以采用模糊控制理论的方法来实现控制器参数的自动调整。模糊PID控制系统就是模糊理论与传统的PID控制器的结合。最后以一控制对象为例,对该两种方式的控制进行了仿真和比较,并得出了相应的结论。     

直驱式永磁同步风电系统变桨距控制算法研究

以直驱式永磁同步风电系统为研究对象,在各部分数学模型的基础上,建立了整个风电系统的模型。基于此模型,考虑到风电机组非线性强、转动惯量大导致变桨距控制困难的问题,提出了基于模糊自适应PID和模糊前馈结合的变桨距控制算法并对该算法进行了仿真。仿真结果表明,当风速高于额定风速时,该控制算法能有效地控制风电机组的输出。最后在相同风速条件下比较了该控制算法与模糊控制算法、传统的PID控制算法的控制效果。比较结果表明,当风速高于额定风速时,虽然3种控制算法均能控制风电机组的输出,但是与模糊控制算法和传统的PID控制算法相比,本文提出的算法具有更好的稳定性和动态特性。     

一类基于PI/PD的非线性模糊控制器的结构解析

对具有非线性模糊输入集的模糊控制器进行了输入输出结构的研究。基于一般的模糊控制器,证明了模糊控制器与线性PID控制器相联系的解析结构,揭示了模糊控制器在应用中比线性PID控制器优越的机理,提供了根据它们之间的增益关系设计稳定的模糊控制系统的一种方法。仿真结果证明其控制效果优于一般的非线性PI/PD控制。     

基于模糊自调整PID技术的励磁控制器研究

结合模糊控制理论和常规PID励磁控制器,提出了模糊自调整PID励磁控制技术。选取自并励励磁模型作为对象,在MATLAB软件下对常规PID励磁控制与模糊自调整PID励磁控制进行仿真研究。结果表明,模糊自调整PID励磁控制能有效地改善系统的动态品质,提高系统的抗干扰能力,对运行状态改变时模型变化的鲁棒性有较大提高。     

磁悬浮轴承的变参数PID控制

提出了主动磁悬浮轴承的一种变参数PID控制方案,给出了控制器参数的整定原则。在MATLAB的SIMULINK环境下构建控制系统模型,用S-function编写变参数PID控制器的参数变化规则模块和磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,这种变参数PID控制器对磁悬浮轴承有比较好的控制效果。     

热电偶校验炉程序升温装置的智能PID控制研究

针对具有较大的滞后性、非线性和时变性特点的热电偶校验炉对象，常规方法难以达到良好的控制效果，结合模糊专家系统控制器与PID控制器，提出了一种智能PID控制器结构．它具有PID控制器的参数在线白整定和直接控制型模糊控制器的功能，既保持了模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有常规PID控制器的动态跟踪品质好和稳态精度高的特点，解决了热电偶校验炉的控制问题．仿真结果表明：智能PID控制方案是可行性的、有效的，与常规PID控制器相比，系统的响应速度提高了、超调量减少了．     

一种基于混沌优化的免疫PID控制器

针对目前智能PID控制器普遍存在的诸如计算量大、收敛速度慢以及控制精度相对较差等问题,提出一种基于混沌优化的免疫PID控制器。与传统的免疫PID控制器相比主要做了两个方面的改进,一个是利用小波神经网络对免疫PID控制器的非线性函数部分进行逼近,另一个是利用混沌优化算法对免疫PID控制器的三个控制参数进行优化。仿真结果表明该控制器的控制性能优于其它类型的智能PID控制器以及常规PID控制器。     

无刷直流电机的自适应模糊PID控制器设计

无刷直流电机发展迅速,稳态控制要求日益提高,比例积分微分控制以良好的控制性能成为其首选控制方法,但控制参数整定困难费时,且当对象特性发生变化需要控制器参数作相应调整时,该控制器缺乏自适应能力,必须重新整定参数。提出一种结合自适应模糊的控制方法,仿真结果表明,和基于相角裕度整定算法相比,响应速度快,超调量小,系统性能稳定,鲁棒性好。算法综合了模糊控制和比例积分微分控制的优势,实现了控制的快速性和精确性的统一。     

模糊PID控制在谐波励磁同步发电机励磁调节器的应用

研制了一种新型的谐波励磁发电机数字励磁控制器。该调节器运用PWM技术控制IGBT的通断,从而实现对发电机输出端电压的控制,系统采用了模糊PID控制算法使得系统的控制性能更佳。通过仿真实验说明采用模糊PID控制算法的励磁系统,无论是静态还是动态特性均优越于采用常规PID控制算法的励磁系统,而且同一个模糊PID控制器还能适用于不同的发电机。     

基于MATLAB逆变点焊电源模糊PID控制研究

针对逆变点焊机焊接过程比较复杂,难以建立精确的数学模型,而传统PID控制又难以达到控制质量的要求等问题,本文采用模糊PID控制技术,实现逆变点焊电源的稳定和高精度控制。在Matlab/Simulink仿真环境下,利用所设计的模糊PID控制器,建立了全桥逆变点焊电源闭环恒电流控制系统的动态仿真模型,并与传统PID控制方式下的逆变点焊电源作比较和分析。仿真结果表明,模糊PID控制较之传统PID控制,具有较高的精度和较小的超调量,输出电流能够更加快速平稳的达到目标值,控制效果更好,能够自动整定PID参数,具有适应性强、鲁棒性好、精度高的特点。该研究对模糊PID控制在逆变点焊电源中的实现具有一定的参考价值。     

干燥仓温度模糊控制算法的实现与仿真

以模糊控制器的输入变量误差E、误差变化EC为基本输入变量,设计了一个二维的基本模糊控制器,通过E、EC和输出变量U的隶属曲线,得出了控制规则表,并在此基础上推导了模糊关系,模糊控制查询表给出了两个输入变量量化因子和输出变量比例因子的确定方法.仿真结果论证了模糊控制具有较强的鲁棒性,在干燥仓温度控制方面优于PID控制,为模糊控制算法用于干燥仓温度控制系统提供了理论依据.     

太阳能发电中DC/DC变换器控制

太阳能光伏发电作为一种新能源,易受季节变化、昼夜交替的影响,因此其输出电压很不稳定.鉴于此,本文采用Luo-converter对原始电压进行升压,采用模糊自适应PID控制器控制输出电压的稳定,该控制器利用模糊推理在线调整PID参数,既具有传统PID控制器良好的动态跟踪性能和稳态精度,又具有模糊控制器鲁棒性较强、动态响应快和超调量小的优点.仿真表明,该方法有效地提高了输出电压的稳定性.     

帆船的模糊自适应控制方法研究

针对非线性、时变的帆船航行系统,提出了一种基于T-S模糊模型的帆船模糊自适应控制新方法.该方法采用T-S模糊模型,将舵角的非线性控制局部线性化,设计相应的局部线性控制器,通过模糊推理综合各局部线性控制器的输出,得到全局控制量.利用线性神经网络技术的自学习技术,获取模糊推理规则,优化模糊控制器的参数,提高系统的自适应性.仿真结果表明,该方法能实现对帆船航向的智能控制,具有一定的实际应用价值.     

基于DSP他励直流电机模糊PID控制器仿真研究

针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性,常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题,提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法,以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量,采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。以DSP开发系统作为仿真平台,将他励直流电机传递函数转换为差分方程,构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。利用DSP高速运算能力进行在线仿真,观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。CCS2.0和MATLAB仿真实验表明：模糊PID控制器基本实现输出无超调,系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。模糊PID控制器应用于他励直流电机调速系统中,控制性能明显高于基于常规PID的调速系统。     

时滞系统的T-S模糊PID控制

以输出误差e、误差积累Σe、误差变化率△e为控制器输入,设计了三输入单输出的T-S模糊PID控制器。针对时滞系统,分别采用传统PID控制器、Smith预估补偿器、T-S模糊PID控制器进行控制并仿真比较,结果表明：T-S模糊PID控制器具有控制精度高、响应快速、适应性强的特点;当时滞系统的时滞发生较大变化时,控制器仍具有很好的控制效果,系统稳定。