主动电磁轴承–刚性转子系统PID控制器设计方法

PID控制策略简单、物理含义明确且适用性强,在主动电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)系统中得到广泛应用。但是如何设计和调整控制器参数是一个实际问题。该文首先基于四自由度AMB-刚性转子系统的等效平面转子模型,给出一种简单可行的PID参数整定及设计方案。然后,在PID控制下定义AMB的等效刚度和等效阻尼,并在PD控制下分析偏置电流对AMB等效刚度和等效阻尼以及转子系统临界转速的影响,通过设置"自然"刚度和"自然"阻尼并结合P与D参数对系统临界转速以及鲁棒性的影响,完成PD参数的整定及设计,并对I参数的选择做简要分析。在一个AMB转子系统上进行数值仿真和实验,结果表明按照该文提出的PID参数整定及设计原则设计的PID控制器不仅能够使转子系统实现稳定悬浮,而且还能够使转子以较小的振动通过其刚体临界转速,实现转子在0～14000r/min转速范围内的稳定运行。     

基于交替联合迭代的关节电机滑模控制参数整定方法

机器人关节电机的控制器参数整定是实现系统良好控制性能的前提。提出了一种基于交替联合迭代的关节电机滑模控制器参数整定方法。设计了永磁同步关节电机的电磁参数,并设计了PID电流环控制器和滑模速度环控制器结合的滑模-PID控制器。利用工程整定方法初步整定滑模速度环控制器的参数;增设冗余PID速度环控制器,对其参数进行整定,以冗余PID速度环控制器和滑模速度环控制器作用于系统时的输出转速为迭代变量,交替选择速度环控制器参数进行联合迭代,完成滑模速度环控制器参数的整定。利用MATLAB/Simulink软件对系统进行仿真,证明方法具有较高的整定效率,可使关节电机控制系统获得良好的控制性能。     

开关磁阻电机模糊PID控制系统的研究

针对开关磁阻电机非线性和强耦合性,采用了一种模糊自整定PID控制器并将其应用于开关磁阻电机调速系统,仿真结果表明模糊自整定PID控制器兼有模糊控制和PID控制的优点,适用于非线性对象,并且具有较高的稳态精度。采用模糊控制调节PID参数的方式对优化电机控制和提高具有重要意义。     

感应电机模糊自整定PID控制器设计与仿真

感应电机(IM)的动力学特性是一个高阶、非线性、强耦合的系统,采用传统的PID控制方法进行控制,难以达到理想的控制效果.采用模糊控制理论与常规PID控制相结合组成模糊PID控制器,应用模糊算法在线自动整定PID参数的方法,并将其应用于感应电机调速控制系统.仿真与试验结果表明,该模糊PID控制的效果明显优于常规PID控制...     

基于布谷鸟搜索的伺服云台控制器设计

伺服云台是一种复杂的控制系统,具有高度的非线性、时变性以及参数不确定性.传统的PID控制算法在面对非线性和参数不确定系统时,难以取得较高精度的控制效果,同时对于外界因素的干扰也缺乏鲁棒性.针对此问题,引入模糊控制对PID参数进行实时整定,构建模糊自整定PID控制器.对于PID控制器参数和模糊控制器的量化因子通过布谷鸟搜索算法(CS)进行整定.最后进行仿真试验.结果表明,所设计控制器达到了预期的控制效果,具有良好的控制能力.     

基于SPSO的PID参数自整定速度控制

为了提高感应电机磁场定向控制(FOC)系统中的速度控制器性能,提出一种基于简化粒子群优化(SPSO)算法的PID参数自整定方法,并应用到速度控制器中。在传统PSO算法中去掉了粒子速度参数,并融入了动态惯性权重,构建了一种SPSO算法。将PID控制器的3个参数编码为粒子位置,将电机速度的平方误差积分(ISE)作为适应度函数,通过SPSO算法获得最优的PID参数。根据最优参数构建FOC中的速度控制器,以实现电机的高效控制。仿真结果表明,提出的SPSO-PID控制器能够快速且稳定地控制电机速度到设定值,且对负载变化具有鲁棒性。     

基于内模控制理论的HVDC IMC-PID控制器设计

分析了内模控制(IMC)理论的优越性,推导了HVDC控制系统的传递函数,在IMC理论基础上设计了直流控制系统IMC-PID控制器。控制系统的性能指标采用平方积分误差值(ISE)衡量,鲁棒稳定性指标采用M值进行评定,在综合考虑两者的基础上进行IMC-PID控制器参数的整定。在MATLAB中搭建标准模型进行数字仿真,结果显示在系统参数发生一定变化时系统仍能够保持稳定,具有较好的动态性能,由此证明了所提设计方法的可行性和有效性。     

视轴稳定系统的模糊PID控制器设计

为了实现无人机视轴稳定系统的准确测量与跟踪,设计了经典PID和模糊控制为基础的视轴稳定控制器。在实际工程中PID参数整定过程存在大量不确定性,为了实现PID参数的在线整定,将模糊控制算法与经典PID控制相结合,构造了参数自整定模糊PID控制器,实现了对PID控制器的修正。在MATLAB中的Fuzzy Toolbox和Simulink中,将PID和参数自整定模糊PID进行对比,参数自整定模糊PID控制器在无扰动和10 Hz的正弦扰动的阶跃响应曲线表明,模糊PID相对于模糊控制和PID控制有更短的响应时间和更小的隔离度;在输入为1~10 Hz的系统正弦响应曲线,模糊PID误差最小,控制效果最好。由此可得参数自整定模糊PID在视轴稳定系统中有良好的鲁棒性和控制性能。     

单变量控制系统仿真整定软件

采用多种PID参数整定方法 ,针对单变量系统进行了PID控制器参数仿真整定软件的开发。该软件能够方便地修改过程模型和控制器参数 ,对单级和串级回路进行PID控制器参数整定 ,并给出系统的开环和闭环分析 ,便于用户对系统进行分析。同时还为用户提供了其它复杂控制结构 ,使得用户可以根据自己的需要进行控制系统设计。     

智能自整定水轮机调速器PID参数

叙述了离散水轮机调节系统PID参数的预整定算法。设计了一个模糊自整定PID控制器,对水轮发电机组进行控制,利用模糊推理方式来实现PID参数的在线调整,实现参数的优化。仿真结果表明,模糊自整定PID的控制效果优于常规PID控制。     

单变量控制系统仿真整定软件

采用多种PID参数整定方法,针对单变量系统进行了PID控制器参数仿真整定软件的发,该软件能够方便地修改过程模型和控制器参数,对单级和串级回路进行了PID控制器参数整定,并给出系统的开环和闭环分要,揄鱼用户对系统进行分析,同时还为用户提供了其它复杂控制结构,使得用户可以根据自己的需要进行控制系统设计。     

基于遗传算法的同步发电机励磁控制器设计

本文对同步发电机的励磁控制装置采用PID控制,其中比例-积分-微分(PID)控制器参数的最优整定是自动调压系统良好运行的必要条件.因此,采用实编码遗传算法优化PID(Kp、Ki、Kd)控制器参数.在各种工况下,利用遗传算法获得了系统的最优PID增益,并与模糊控制器和Ziegler-Nichols方法进行了性能比较,并在扰动条件下进行了对比测试.通过在MATLAB/Simulink软件中仿真AVR系统,证明了遗传算法对于PID控制器参数整定的适应性.     

电动汽车动力传动系转矩波动抑制研究

针对电动汽车由于传动系低阻尼特性产生的转矩波动问题,在Matlab/Simulink平台上搭建了基于永磁同步电机矢量控制策略的传动系扭振仿真模型,在电机速度环设计出模糊自整定PID控制器和神经网络PID控制器,以提高电机控制器的响应速度和抗干扰能力。仿真结果表明:运用机电耦合的建模方法能够有效揭示电动汽车传动系的动力学特性;通过模糊逻辑方法或者神经网络算法对PID控制器进行参数整定,能够改善由突变负载和突变控制信号引起的传动系转矩波动问题。     

三容水箱的模糊自整定PID控制

针对常规PID对非线性、时延对象控制参数难以整定的问题,根据偏差和偏差变化率来实时调整PID参数,设计了基于模糊控制原理的PID参数自整定控制器。仿真结果表明,模糊自整定PID控制器比常规PID控制器有更好的控制效果,大大改善了系统的动态和静态性能。     

基于模糊控制的自动发电控制技术研究

将模糊推理和自适应整定技术结合起来,提出了AGC系统设计的新方法。在对两区域AGC系统仿真 的基础上,分析常规PID控制器的不足,采用自整定模糊PID控制器进行控制,并分析了模糊控制器参数对系 统控制效果的影响。仿真结果表明,采用该方法设计的AGC系统与常规方法设计的系统相比,它具有更强的适 应能力和良好的控制效果。     

改进量子遗传算法在PID参数整定中应用

参数整定是PID控制器设计的关键,针对PID控制器参数整定问题,提出一种基于改进量子遗传算法的参数整定方法.该算法在基本量子遗传算法的基础上引入了量子交叉、量子变异和群体灾变操作.基于改进量子遗传算法的PID参数整定方法将PID控制器参数整定转化为参数优化问题,通过改进量子遗传算法的进化计算实现参数整定.与其他参数整定优化算法的仿真结果比较表明,该方法能获取更好的控制品质.仿真结果验证了该方法的可行性.     

一种新型的PID控制器参数优化整定方法

PID控制器参数的优化整定一直是自动控制领域的研究热点。本文采用微粒群算法(PSO)进行PID控制器参数的优化研究。仿真结果表明根据本文提出的方法得到的PID控制器参数可以获得满意的控制效果,各项性能指标优于由遗传算法(GA)整定得到的效果。     

基于RBF和PID的混合控制器设计

针对永磁直线同步电机跟踪系统中出现的诸多非线性因素,提出了基于PID控制器和径向基函数(RBF)神经网络组成的混合控制器。混合控制器结合了PID控制和RBF神经网络控制的优点,实现了非线性PID控制、高精度跟踪控制,拥有参数自整定、结构简单、易于实施等优点。分别对PID控制器,RBF神经网络控制器、混合控制器建模仿真,试验结果表明,混合控制器有较好的自适应性和鲁棒性。     

基于智能PID移动机器人电机转矩控制研究

针对移动机器人电机模型参数非线性、不确定性、时变性强等特点,采用常规的按照典型工况整定的固定参数PID控制器无法取得满意的效果.提出了用RBF网络来整定PID参数的控制方案,将RBF神经网络和经典PID控制相结合构成智能PID控制器.它具有较强的自适应能力,适于实时控制,控制品质优于经典PID控制器.     

基于灵敏度的积分对象PID控制器

PID控制器被广泛应用在工业中去控制自平衡对象,但对积分对象的应用还比较少。本文针对积分对象,提出一种基于灵敏度指标的PID控制器整定方法。首先采用内环反馈结构将积分对象转换成一个稳定的模型,然后基于灵敏度指标设计PID控制器,最后将两个回路等价为一个反馈回路结构并获得给定加权PID控制器参数整定方法,克服了传统PID控制器控制积分对象的不足。仿真结果表明本PID控制器整定方法可以使积分对象闭环系统获得期望的灵敏度,保证了系统的鲁棒性和良好的控制性能。