内模PID控制器在智能车转向系统中的应用及仿真

针对智能车转向系统中模糊PID控制器参数调节复杂、适应能力较弱等问题,在分析内模控制与PID控制的内部对应关系的基础上,综合内模控制与模糊PID控制的优点,采用一种基于内部模型的PID控制器对系统进行控制．通过控制器在线仿真比较表明：内部模型的PID控制器不论在系统阶跃响应还是扰动跟踪等控制结果上均能到达模糊PID控制的要求,同时降低了参数设计的复杂性和随机性．     

2自由度PID控制器在铝电解过程中的应用

目的 通过设计前馈2自由度PID控制器，解决目前铝电解定时间歇控制方式的控制精度低、实时性差等问题．方法 设计了一种超调小、动态响应快、抗干扰能力强的前馈2自由度自校正PID控制器，该控制器采用前馈控制系统结构，确定干扰抑制性能最佳参数和跟踪特性最佳的前馈参数，并进行了参数优化．结果 前馈2自由度PID控制器改善了系统的干扰抑制特性和跟踪特性。使系统的动态响应速度和稳态精度明显提高．结论 该控制器在铝厂应用，改善了控制性能，使电解槽达到最佳的工作状态。提高了电流效率和铝的产量及质量，经济效益显著，具有较大的工业推广价值．     

基于LPV模型的鲁棒PI控制方法

基于LPV模型的非线性系统设计同时满足设定点跟踪和扰动抑制性能的比例积分微分(proportional integrator differential,PID)控制器的研究较少,即使对于单一模型系统的设计方法中也很难找到同时满足以上2种性能的PID参数.针对以上问题作者提出了适用于LPV模型系统的鲁棒比例积分(proportional integrator,PI)控制器设计方法,首先设计有增益自适应调节的PI控制器满足非线性系统干扰抑制性能,进而追加2个前项增益参数分别调节已设计的自适应P和I参数满足设定点跟踪性能,通过前项增益调节使得控制系统同时满足以上2种设计指标,并通过仿真及实验验证了该法.     

PID控制器的优化设计

为使PID控制器同时具有给定值跟踪和抑制干扰两个方面的最佳特性,提出了PID控制器优化设计方法.笔者设计了给定值补偿型I-PD控制器,其结构简单,便于掌握,易于实现,可以实现系统的最优控制,特别适用于串级控制中级数较多的系统.在深入研究反馈型2自由度PID控制器的基础上,增加了前馈补偿器,有效地抑制了扰动,为改善给定值跟踪特性,在前馈位置上增加一个微分负前馈环节,仿真结果表明:该控制器具有抗干扰能力强,实时性好,调节时间短、超调量小等特点,提高了系统的控制性能.     

直流无刷电机位置跟踪的模糊PID控制

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab/Simulink建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用PI控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,论文的研究工作对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

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．     

模糊参数自整定PID控制器的设计与仿真研究

为实现PID参数的自动整定,在PID控制和模糊控制的基础上,设计了一种用于晶体生长炉温度控制系统的模糊参数自整定PID控制器,该控制器基于PID参数的优化规律,利用模糊控制规则对PID参数进行在线的自动整定.与常规PID温控系统比较,该控制器的系统超调量明显减小,控制系统的动静态性能均得到改善,升温速度和目标温度控制精度达到了设计指标,系统仿真验证了该设计的有效性与实用价值.     

模糊PID控制在磁悬浮系统中的应用

基于模糊控制的思想,建立以悬浮系统为对象的数学模型,根据悬浮系统自身特点并结合实际经验,找出输入变量误差E和误差变化率EC与PID的3个参数之间的模糊关系,制定模糊控制规则,设计了一种模糊自整定PID控制器。该控制策略的优点是能在悬浮系统工作时,对PID参数进行在线调节,以适应轨道不平顺的变化,使控制器跟踪精度高,响应速度快,鲁棒性好。利用Matlab中Fuzzy和M函数的有机结合,通过仿真验证了模糊自整定PID控制系统的可行性。结果表明:与传统的PID控制器相比,该方法能够对轨道的正弦波扰动和方波扰动实现更有效的跟踪,对外加干扰具有更强的抑制能力。为解决轨道不平顺问题提供了一种思路。     

模糊自整定PID控制器的设计及其应用

以液压伺服控制系统为研究对象,根据模糊控制理论,运用常规PID控制器的设计方法,设计出了模糊自整定PID控制器,实现了PID控制器参数在线自调整．仿真试验表明,该PID控制器与常规PID控制器相比较,提高了控制系统的适应能力和鲁棒性,改善了系统的静、动态性能.     

泵控马达系统微机控制的实验研究

结合自动控制理论研究了泵控马达系统的微机控制。设计了PID控制器和模型参考自适应控制方案,实验结果表明,当系统参数不变时,这两种控制器都能很好地工作。当系统参数变化较大时,模型参考自适应控制器的性能显著优于PID控制器。     

基于内模控制的PID参数整定及仿真

介绍了内模控制的发展历史及基本原理,分析了其控制器的设计方法,提出了一种利用Taylor级数展开的基于内模控制(Internal Model control,IMC)的PID控制器参数整定的方法.通过对热交换器PID温度调节闭环控制系统的MATLAB实例仿真,将IMC-PID整定的效果与传统PID进行对比,论证其控制效果明显优于其它经典PID整定,显示了其实际工程应用价值.     

积分时滞对象的一种内模PID鲁棒控制方法

针对工业系统中常见的具有积分和时滞特性的过程对象,基于内模控制原理,将IMC-PID(internal model control-proportional integral derivative)控制器参数整定与鲁棒控制相结合,设计一种IMC-PID控制器参数的鲁棒整定方法。通过一阶环节逼近积分环节,采用泰勒公式逼近时滞项,推导得到IMC-PID控制器参数的设计公式。并基于鲁棒性能指标给出了简单的参数整定解析表达式,实现IMC-PID控制器的鲁棒整定。仿真结果表明,基于鲁棒性能指标的IMC-PID控制方法克服了常规方法中参数整定的盲目性,可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性。     

IMC based robust PID controller tuning for disturbance rejection

It is well-known that the IMC-PID controller tuning gives fast and improved set point response but slow disturbance rejection. A modification has been proposed in IMC-PID tuning rule for the improved disturbance rejection. For the modified IMC-PID tuning rule, a method has been developed to obtain the IMC-PID setting in closed-loop mode without acquiring detailed information of the process. The proposed method is based on the closed-loop step set point experiment using a proportional only controller with gain K_(c0). It is the direct approach to find the PID controller setting similar to classical Ziegler-Nichols closed-loop method. Based on simulations of a wide range of first-order with delay processes, a simple correlation has been derived to obtain the modified IMC-PID controller settings from closed-loop experiment. In this method, controller gain is a function of the overshoot obtained in the closed loop set point experiment. The integral and derivative time is mainly a function of the time to reach the first peak(overshoot). Simulation has been conducted for the broad class of processes and the controllers were tuned to have the same degree of robustness by measuring the maximum sensitivity, Ms, in order to obtain a reasonable comparison. The PID controller settings obtained in the proposed tuning method show better performance and robustness with other two-step tuning methods for the broad class of processes. It has also been applied to temperature control loop in distillation column model. The result has been compared to the open loop tuning method where it gives robust and fast response.     

IMC-PID tuning method based on sensitivity specification for process with time-delay

To overcome the deficiencies addressed in the conventional PID control and improve the dynamic performance and robustness of the system,a simple design and parameters tuning approach of internal model control-PID(IMC-PID) controller was proposed for the first order plus time-delay(FOPTD) process and the second order plus time-delay(SOPTD) process.By approximating the time-delay term of the process model with the first-order Taylor series,the expressions for IMC-PID controller parameters were derived,and the...     

模糊PID控制交流伺服系统的研究

介绍了模糊PID控制器的构成与工作以及模糊PID控制器的交流伺服系统.交流伺服技术是研制开发各种先进机电一体化产品的关键性技术，由模糊PID组成的控制器无需知道系统的精确模型，采用模糊控制和PID控制的复合控制，使交流伺服系统具备了更强的鲁棒性和更为优良的动、静态性能.利用了变频器的多种控制功能，用编码器精确测速，控制算法采用了参数自整定PIDD算法，实现了精确的变频调速闭环控制.仿真结果表明，该交流伺服系统具有优良的性能和实际应用推广价值.     

预磨机磨矿系统的IMC-PID串联解耦控制

针对预磨机磨矿系统是一个纯迟延、强耦合的多变量系统,传统的单变量PID控制方法无法满足要求的问题,在满足预磨机设备的粒度生产要求及低功耗的前提下,考虑多种不同因素对磨矿系统的影响,设计了二输入二输出的控制系统,对于系统模型中含有的不确定性时滞环节,根据时滞与时间常数比值情况,选择采用一阶Pade模型近似来对其滞后模型进行转化,进而对模型传递函数进行对角矩阵解耦获得对角传递函数矩阵,并作为内部模型设计出IMC-PID控制器,最后对预磨机系统加入解耦环节的内模控制整定的PID控制系统与常规PID控制系统进行阶跃响应对比仿真验证. 结果表明:所设计的加入解耦环节的IMC-PID控制系统具有较强的鲁棒性和满意的调节品质,能有效地解决磨矿系统输出间的耦合和时滞问题,且具有更好的动态性能和抗干扰能力,有很好的工程应用价值.     

基于幅相裕度参数整定的二自由度IMC-PID导引头伺服系统设计

针对电视跟踪导引头光电平台伺服系统高精度,高频响,鲁棒性和可靠性的设计要求,提出并推导了一种基于幅相裕度参数整定的二自由度内模PID鲁棒控制的方法(IMC-PID).其特点是将PID控制、Smith预估控制、线性二次最优反馈控制等归纳到同一构架之下.利用幅相裕度整定控制器参数,增强了系统的实用性和鲁棒性.同时,文中给出了光电平台的伺服系统组成与硬件构成.仿真和实验表明,二自由度内模PID控制算法具有很好的跟踪特性和抗干扰特性,可以很好的满足系统的各项控制指标.     

QFT在连续回转电液伺服马达中的应用

针对连续回转电液伺服马达系统中存在着某些参数的不确定性及外部干扰,在建立系统数学模型的基础上,研究能够克服对象不确定性和外部干扰的QFT鲁棒控制方法,设计了QFT控制器,通过定量反馈的控制方法提高系统的整体性能.与复合PID控制器进行了比较,理论和仿真结果均证明了所设计控制器的有效性.     

基于粒子群优化的PID伺服控制器设计

针对耦合和非线性永磁同步电机（PMSM）控制器优化设计的难题,提出了基于粒子群优化（PSO）算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和PMSM伺服系统的控制策略,给出了优化PID控制器设计的步骤.考虑到综合评价系统的各项性能指标,在优化过程中引入了新的模糊汉明距离的评价策略.同时对遗传算法（GA）和PSO算法优化结果进行对比研究.仿真和实验结果表明,该方法能搜寻到最优或次最优的参数空间,并能取得比GA更好的空间解.优化得到的PID控制器速度响应快、超调量小,有效地提高了伺服系统的动态性能.     

基于模糊PID的电液位置伺服控制器设计研究

介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,并建立了系统的数学模型。将模糊控制与PID控制结合在一起,设计了模糊PID控制器,即通过模糊控制器输出对PID参数进行在线调整。利用MATLAB软件进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制仿真结果,发现模糊PID控制器提高了系统的动态性能和稳态特性。