单神经元自适应PID控制器设计方法研究

本文主要介绍了采用有监督Hebb学习算法的单神经元自适应PID控制器以及采用以输出误差平方为性能指标的单神经元自适应PID控制器的控制算法及其仿真实现,总结出了两种基于单神经元的自适应PID控制器的控制特点及其参数设计规律.     

用于电阻炉的单神经元PID控制器的设计及仿真

本文对传统电阻炉PID控制器的不足之处进行了分析,阐述了单神经元PID控制算法的优点。介绍了基于有监督hebb学习算法,并结合实际控制经验而设计的单神经元控制器。分析了单神经元控制器中各个参数的意义与取值原则,并用Matlab软件对单神经元控制器在阶跃输入信号的情况下进行了仿真。仿真内容有：连接权值、k值变化对系统的影响及选取方法;单神经元PID控制器与常规PID控制器的抗干扰能力和调节性能对比。仿真结果证明,该单神经元控制器具有很好的参数自整定能力,且抗干扰能力强,超调量小,其各方面的控制效果均优于常规PID控制器。用于电阻炉温度控制系统的单神经元控制器较之传统的PID控制器能取得更好的控制效果。     

基于电阻炉的单神经元PID控制器的设计及仿真

对传统电阻炉PID控制器的不足之处进行了分析,阐述了单神经元PID控制算法的优点。介绍了根据有监督hebb学习算法,再结合实际控制经验而设计的单神经元控制器。分析了单神经元控制器中各个参数的意义与取值原则,并用Matlab软件对单神经元控制器在阶跃输入信号的情况下进行了仿真。仿真内容有:连接权值、K值变化对系统的影响及选取方法;单神经元PID控制器与常规PID控制器的抗干扰能力和调节性能对比。仿真结果证明单神经元控制器具有很好的参数自整定能力,且抗干扰能力强,超调量小,控制效果在各个方面都要优于常规PID控制器,单神经元控制器用于电阻炉温度控制系统比传统的PID控制器能取得更好的控制效果。     

单神经元自适应PID控制器设计方法研究

本文主要介绍了采用有监督Hebb学习算法的单神经元自适应PID控制器以及采用以输出误差平方为性能指标的单神经元自适应PID控制器的控制算法及其仿真实现,总结出了两种基于单神经元的自适应PID控制器的控制特点及其参数设计规律。     

模糊自适应在机器人行走平衡控制中的应用

针对多变量、非线性的两轮机器人系统的行走平衡控制问题,提出一种基于Backstepping（反推）方法和PID的控制策略。该策略在Backstepping控制器中加入模糊自适应部分,利用模糊系统逼近Backstepping设计过程中的未知非线性函数,模糊系统中的参数基于自适应律调整,解决了Backstepping控制器中因含有未知参数难以实现的困难,避免了两轮机器人系统不满足严格三角结构的问题。针对两轮机器人的仿真实验结果表明：采用设计的控制策略,可以实现两轮机器人的行走平衡控制任务。     

神经网络在细纱机中的应用

介绍了一种基于PLC和DSP的细纱杌控制系统.该系统针对细纱机控制系统的非线性与传统PID控制方法的不足,提出了一种改进型基于RBF神经网络在线辨识的单神经元PID自适应控制方法.该方法构造了一个RBF网络对系统进行在线辨识,建立起在线参考模型,由单神经元控制器完成控制器参数的学习,从而实现控制器参数的在线调整.仿真试验结果表明.该控制器控制精度高,动态性能好,其控制效果优于传统的PID控制器.     

模糊自适应PID控制器在足球机器人中的应用

传统的PID控制器结构简单、实现简单、控制效果良好,所以在足球机器人中广泛应用.但由于机器人机械加工精度问题,每个足球机器人都存在个体差异,很难得到一致的PID控制参数.本文提出了一种基于模糊控制理论的足球机器人控制系统,针对传统PID控制器的特点,将摸糊控制技术引入到PID参数自整定过程中,根据不同情况在线自整定PID参数.通过和传统的PID控制器比较,模糊自适应PID控制器具有具有灵活性好,控制适应性强,动态、静态性能好等优点.在MIROSOT机器人上验证了该控制器的有效性和实用性.     

基于线性二次型的单神经元PID最优控制器设计及仿真

讨论了线性二次型最优控制理论在神经网络PID控制系统中的应用.将二次型性能指标引入单神经元PID控制器中,设计出单神经元自适应PID最优控制器,从而实现了PID参数在线自适应寻优.给出了完整的设计过程和学习算法,分析了其稳定性.最后,运用MATLAB仿真实现证明了该方法的可行性、有效性,并得到了较为理想的控制效果.     

单关节跳跃机器人模糊自适应轨迹跟踪控制

研究关节型跳跃机器人轨迹跟踪优化控制问题,针对机器人系统时变、非线性的复杂特性,传统模糊控制和PID控制方法难以获得较好的控制性能,为解决控制系统中超调量大、振荡和控制精度不高等问题,提出传统PID控制与模糊自适应控制结合的控制策略.首先建立单关节跳跃机器人腾空相和站立相动力学方程,依据专家经验制定PID参数整定策略,结合传统PID控制方法和模糊自适应理论设计模糊自适应PID控制器.引入合理的跳跃机器人物理参数和虚拟目标轨迹进行仿真,结果表明,模糊自适应PID控制器具有可行性和有效性,为应用于实际控制系统优化提供了可靠依据.     

非线性系统的PID控制器的研究与设计

研究工业过程控制,非线性系统难以建立其精确的数学模型,常规PID算法难以实现其控制.对此,将神经网络算法和PID算法结合起来,为提高性能和响应速度,设计了针对非线性系统的自适应PID控制器,PID控制器采用单神经元来实现自适应调整.分别采用了三种学习算法来实现单神经元PID控制器参数的调整,即基于二次型性能指标的学习算法、基于BP神经网络辨识的学习算法和基于RBF神经网络辨识的学习算法.三种算法的仿真结果表明,都实现了PID控制器的自适应调整的目的,实现对非线性系统的有效控制,证明三种方案的可行性.     

基于蚁群算法的机器人系统LQR最优控制研究

针对两轮自平衡机器人线性二次最优控制器(LQR)中的权参数选择问题,提出了一种基于自适应蚁群算法的权矩阵优化参数策略.利用LQR控制器,采用自适应蚁群算法对LQR权矩阵Q的各位参数进行数字寻优,将得到的数字序列进行划分,寻找到最优参数值,从而对两轮自平衡机器人的俯仰属性进行有效的系统控制.仿真实验结果表明:采用蚁群算法优化后的控制器比人工选择参数策略有更好的控制效果,验证了方法的稳定性和有效性.     

两轮自平衡机器人的无源控制器设计

以两轮自平衡机器人为研究对象,基于其状态空间模型,利用线性矩阵不等式的方法,设计两轮自平衡机器人平衡的无源控制器,并给出了两轮自平衡机器人无源控制器存在的充分条件。仿真结果表明,设计的无源控制器对于机器人的平衡是有效的。     

空调蒸发器的自适应预测控制策略

针对空调蒸发器运行状态,提出一种基于模糊神经模型的自适应单神经元预测控制器,该控制器具有结构简单、易于操作、控制器参数可在线调节的特点.离线建立空调蒸发器的模糊神经模型,再利用模型的梯度信息在线调节单神经元控制器参数,使控制系统较快地趋于稳定.仿真结果表明,提出的自适应单神经元预测控制器具有较好的动态性能和稳态性能,并能够成功地应用到空调蒸发器的控制中.     

具有H_∞跟踪性能的机器人自适应PID控制

针对非线性不确定机器人系统的轨迹跟踪控制问题,提出一种鲁棒自适应PID控制算法.该控制器由主控制器和监督控制器组成.主控制器以常规PID控制为基础,基于滑模控制思想设计PID参数的自适应律,根据误差实时修正PID参数.基于Lyapunov函数设计的监督控制器补偿自适应PID控制器与理想控制器之间的差异,使系统具有设定的H_∞的跟踪性能.最后,两关节机器人的仿真实验结果表明了算法的有效性.

Abstract：

A robust adaptive PID control algorithm is proposed for trajectory tracking of robot manipulators with nonlinear uncertainties.The controller is composed of a main controller and a supervisory controller.The main controller is designed based on the traditional PID controller.The parameters of the PID controller are updated online according to the system running errors with the adaptation law based on the sliding mode control.The supervisory controller is proposed to compensate the error between the adaptive PID controller and the ideal controller in the sense of the Lyapunov function with the specified H_∞ tracking performance.Finally, the simulation results based on a two-joint robot manipulator show the effectiveness of the presented controller.     

基于非线性PID的柔性两轮机器人运动控制

柔性两轮机器人是一种不稳定、非线性、强耦合系统。该系统的突出特点是在机器人的腰部装有柔性的机体结构,能够更好地模拟人和动物的生物动力学特性,具有更好的仿生性质,同时,系统的控制难度显著增大,为使机器人能够平衡直立运动,且具有较强的鲁棒性,提出了非线性PD的姿态平衡控制方法,实现了机器人的姿态平衡,并同时设计了PID航向差动控制结构驱动左右轮电机,使机器人能够完成直线行进、自旋、环绕等多种运动平衡模式。实验结果表明,机器人具有优良的平衡能力和机动性能,从而验证了方法的有效性。     

机器人PID控制算法研究与实现

文中描述了如何使用PID控制器实现对巡线机器人的行走控制。针对依靠双轮直流电机驱动的机器人平台,依靠引导线进行行走的特点,设计了基于PID控制器的行走驱动算法,实现对机器人行走的控制。在算法中对比、整合PID控制器中三个参数,使其在控制过程中协调发挥作用,实现在离散状态下机器人行走巡线的精确控制。该算法多次应用在全国职业技能大赛机器人应用项目中,通过实践表明该算法具有适应性强、控制精度高、调整误差小的优点。     

采用改进PID算法的双轮自平衡小车研制

针对一个自行制作的双轮自平衡机器人,研究了实现平衡控制与运动控制的方法,并进行了实验验证。控制系统采用的CPU是dsPIC30F4011,通过倾角传感器来检测系统在垂直方向的倾角,采用改进后的PID算法实施控制,利用PWM模块输出配合驱动电路,调整直流电机的运动,能够使系统达到动态平衡。     

两轮机器人在坡面上的运动平衡控制

两轮机器人在坡面上运动时,由于受到重力作用的影响,其姿态平衡控制变得更加复杂。为实现机器人在坡面上的平衡控制,首先建立了两轮机器人在坡面上的动力学模型,然后针对两轮机器人设计一种非线性PD控制器。与传统的线性PD控制器进行仿真实验对比,实验结果说明:在响应速度、稳定性、鲁棒性方面,非线性PD控制有着更好的效果。最后,在姿态平衡控制中加入速度控制,构成双环的PD控制,实现了两轮机器人在坡面上的静态平衡。     

Determining PID controller coefficients for the moving motor of a welder robot using fuzzy logic

In this paper, a fuzzy algorithm was used for determining the coefficients of a PID controller using an online method. The plant used in this system is a welder robot, which is used for welding oil and gas pipelines. This robot rest on the pipe and weld it by moving around. The speed is adjusted using a motor moving the robot around the pipe. A digital controller also used for implementation. In this research, in order to choose the rules the skills transmit method and that how the PID response is required has been used. In this paper, the type of algorithms that continuously assigns PID coefficients using an online method depending on the characteristics of the system which is based on fuzzy logic was used. First, the rules associated to each output in relation to inputs are depicted in it. Using the mentioned method, simulation results and then implementation results were obtained and discussed.