基于FX-LMS算法的微振动主动隔振控制系统开发

控制系统是基于压电智能结构的各类微振动主动隔振系统的核心部分,而控制性能好、运算快速、实现方便的控制算法则是控制系统开发的关键.基于FIR数字滤波器,并应用FX-LMS自适应算法,对基于压电智能结构的各类微振动主动隔振系统的控制算法进行推导,并对其实现过程进行分析,以便于控制系统开发.在此基础上,利用该FX-LMS算法开发了某一维微振动主动隔振平台的自动控制系统,用于对该算法的控制效果进行实验测试和验证.实验结果表明,所推导的FX-LMS算法具有良好的控制效果,应用领域广阔.     

压电陶瓷微位移器的动态特性的改善

介绍一种基于数字PID方法,研制出微机控制系统,实现了压电陶瓷微位移器动态性能的改善,并将其用于精密微动平台,实现平台精密快速进给.     

压电微夹钳的复合控制模型及实验

为提高压电微夹钳的夹持性能,设计复合控制系统对其控制.通过引入死区算子对PI模型进行改进,建立了微夹钳的迟滞模型,进而设计出其前馈控制器;对常规PID算法进行改进,设计出抛物线积分与微分先行的微夹钳PID反馈控制器;将前馈控制同PID反馈控制相结合,设计出微夹钳的复合控制器.在复合控制作用下,微夹钳达到5μm阶跃目标位移的响应时间为0.09 s,略快于前馈控制,明显快于PID反馈控制;在最大位移为15.2μm的参考输入作用下,若不考虑传感器噪声,复合控制的稳态误差几乎为0.实验结果表明,同前馈控制与PID反馈控制相比,复合控制具有良好的综合控制效果,即响应速度快、稳态精度高.     

基于动态递归神经网络的自适应PID控制

提出一种基于动态递归神经网络的自适应PID控制方案，该控制系统由神经网络辨识器和神经网络控制器组成。辨识器采用单隐层的动态递归神经网络，网络结构为2-4-1；辨识算法为动态BP算法；控制器采用两层线性结构的神经网络，输入为系统偏差及其一阶、二阶微分，因此具有增量型PID控制结构。应用该控制系统对一非线性时变系统进行仿真研究，仿真结果表明该控制方案不仅具有良好的跟踪特性，而且对系统参数变化具有较强的鲁棒性。     

压电陶瓷微位移器的动态特性改善

介绍一种基于数字ＰＩＤ方法,研制出微机控制系统,实现了压电陶瓷微位移器动态性能的改善,并将其用于精密微动平台,实现平台精密快速进给。     

压电陶瓷迟滞神经网络建模与线性补偿控制

针对压电陶瓷的迟滞非线性,本文首先进行实验测量得到压电陶瓷的位移迟滞数据;通过分析实验数据,引入线性方程实现压电陶瓷输入电压与输出位移关系的线性化,并建立了基于多项式拟合算法的神经网络迟滞模型;根据迟滞模型设计前馈控制器,分别采用了前馈开环和前馈结合PID的方法对压电陶瓷迟滞非线性进行补偿控制实验.实验结果表明,采用前馈开环控制,压电陶瓷位移主环迟滞减小了91.84%,位移次环迟滞减小了85.67%,位移跟踪的平均相对误差为2.97%;采用前馈结合PID控制,压电陶瓷位移主环迟滞减小了96.42%,位移次环迟滞减小了88.44%,位移跟踪的平均相对误差为2.04%.证明了该控制方法能有效地抑制压电陶瓷的迟滞非线性.     

基于压电堆驱动器的一维微振动主动隔振平台研制

基于压电堆驱动器设计并开发了一台一维微振动主动隔振平台.利用FX-LMS自适应算法,开发了一套自动控制系统.最后通过实验对其隔振效果进行了测试和分析.结果表明,该一维微振动主动隔振平台具有良好的隔振效果,可广泛应用于各种微振动主动隔离场合.     

基于迭代控制的电液振动台控制系统

针对地震模拟振动台改造的需要,应用迭代学习控制理论,在振动台作动器位移PID控制的基础上构建外部加速度闭环,组成双闭环控制.采用Matlab进行了仿真,验证了算法的正确性和适用性.进行了控制系统软硬件的改造和开发,设计了简易的试验构件,通过大量的离线迭代实验,达到了理想控制效果,验证了改造后控制系统的性能.并进行了在线实时迭代学习控制的探索和多次试验.该研究对地震模拟振动台试验研究有重要意义.     

微进给装置的计算机数字控制系统的设计与实现1)

提出了微进给装置的数字PID控制及其参数的寻优控制方法,设计出了自寻优数字PID调节控制模型.分析了微进给装置数字控制系统的影响因素,并对微进给装置控制系统相移校正方法进行了探讨与实验分析,提出了超前输出控制相移校正方法,取得了较好的控制效果.     

管式加热炉PID算法改进及其在虚拟仪器中的应用

工业控制中经常采用PID算法,但是针对管式加热炉的工艺及控制要求,PID算法难以实现对管式加热炉精确的温度控制,且抗干扰性不强.改进了PID算法,并将该算法应用于虚拟仪器,通过带延迟的一阶惯性环节验证了改进算法的控制效果.将改进算法与PID其它算法进行结果比较,达到了对管式加热炉的控制要求,经投运,效果明显改善.采用LabVIEW设计PID模块,提高了控制系统的性能和开发效率.     

一种实用的自校正PID控制器设计与仿真研究

针对多功能除湿机的温度控制问题,设计了一种极点配置自校正PID控制器,给出了系统的CARMA模型,引入带遗忘因子的最小二乘实时参数估计算法和带数字滤波器的增量式PID控制器算法,同时给出了极点配置自校正PID的整定方法过程,建立PID参数与系统参数及控制性能指标之间的关系式,并进行了MATLAB仿真.仿真结果表明,自校正PID控制系统能够实时估计被控对象的参数,实时整定控制器参数,自适应被控过程的变化,具有较强的实时参数估计和自校正能力,该PID控制器在多功能除湿机的温度控制中得到成功应用.     

基于Xilinx System Generator的PID算法快速硬件实现

介绍了利用Xilinx System Generator平台构建模型化数字PID控制算法,并通过FPGA将数字PID算法结合传感器与实际硬件控制对象快速建立控制模型,构成完整的闭环控制。通过对控制效果的实验验证,证明了其控制方法的可行性。     

低通滤波PID控制算法在PCS中的应用

PID控制是反馈控制系统中最常用的控制方法。在托卡马克装置中，等离子体的行为是很难精确预测和控制的。托卡马克等离子体控制系统中包括了对不同控制对象的PID控制。基于数字滤波技术设计的低通滤波PID算法，通过滤掉误差信号中的噪音信号从而提高了算法的控制效果。该算法在等离子体控制系统中得到了很好的应用。     

基于改进粒子群算法的柴油发电机自适应PID控制

对柴油发电机数字电子调速系统进行了研究;数字电子调速系统是运用闭环控制来实现柴油发电机的转速恒定,以确保供电频率的稳定;传统的柴油发电机组调速器中都是用经典PID控制算法,传统PID控制存在的主要问题其实就是PID参数的整定问题,因为一次性得到的PID参数很难保证其系统的控制效果始终处于最优化状态,因此在频率控制器中引入了基于改进粒子群算法的PID参数自整定方法,实时改变PID参数以保证通过控制取得优化控制效果;在执行器上采用了步进电机,使其调速性能有了很大的改进,成本降低;实验仿真表明,该调速系统动态特性较好,有较高的精度,不失为柴油机调速的一种新方法。     

压电驱动器的免疫PID控制技术研究

针对压电驱动器的伺服控制问题,提出了一种基于生物免疫反馈调节规律的PID控制算法;对于具有非线性滞环特性的压电驱动器,采用线性PID控制器难以达到理想的控制效果;如果借助于生物免疫反馈调节规律来自动整定PID控制器的参数,就有可能使压电驱动器的阶跃响应无振荡现象发生并具有较好的鲁棒性;试验结果表明,与传统的压电驱动器PID控制系统比较,应用免疫PID控制算法可以使伺服系统获得更好的动态特性。     

Design,kinematic modeling and sliding mode control with sliding mode observer of a novel 3-PRR compliant mechanism

Compliant mechanisms have great advantages to be used as micropositioning stages for high-precision applications but they are very sensitive to manufacturing tolerances and assembling errors. In this work, a novel compliant stage having 3-PRR kinematic structure and actuated by piezoelectric actuators is introduced. A kinematic modeling based on compliance of the flexible elements and finite element analysis based model have been extracted. It is found out that the experimental results are not compatible with the theoretical results due to the manufacturing, actuator assembly errors. The position control of the mechanism has been achieved using sliding mode control which is a great method for unpredictable varying parameters in the system. Sliding mode observer has also been used for the hysteresis and nonlinearities of the piezoelectric actuators. Experimental models for each actuation axis have been used as the nominal models for the sliding mode observer. In order to see the advantage of the control method simple PID control has also been implemented. It is seen that sliding mode control with sliding mode observer using experimental models reduces the position tracking errors to the range of the accuracy of our available measurement.     

基于遗传算法的生物芯片反应仪温控箱PID控制系统

为了改进原有的常规PID控制器,从传热学原理出发,针对生物芯片反应仪温控箱的数字式温度控制系统,建立了该温控箱的传递函数模型,并通过大量实验确定了模型的系数;由此提出了一种较实用的遗传算法PID方案;仿真结果表明,改进的温控器较原控制器,有更小的振荡幅度和更短的调整时间;将所得结果应用到生物芯片反应仪温控箱表明,改进的PID控制器提高了系统动态性能,增强了系统稳定性和快速性;此算法以实际工程为基础,因此具有一定的理论价值和较大的实际意义.     

油压注塑机闭环控制系统的应用研究

本文阐述了油压注塑机闭环控制系统的开发与应用。该系统实现了注塑机电液比例阀的闭环控制．并开发了与之配套的上位机监控软件，实现了PID参数的在线调整。     

柴油机的模糊PID调速控制策略研究

研究了一种基于模糊PID算法的柴油机调速控制策略。提出了一种模糊控制改进算法,对电子调速器PID参数按调速系统过渡过程进行在线实时模糊自整定。Matlab/Simulink仿真结果表明,该系统超调量控制效果明显得到改善,动、静态控制效果要好于常规PID控制,具有控制灵活、响应速度快和适应性强等优点。     

石英挠性加速度计数字闭环控制研究

数字化石英挠性加速度计因其可靠性高、易于集成等优点而成为石英挠性加速度计发展的一个新趋势。现有的石英挠性加速度计数字闭环控制多采用PID算法,但是该算法存在系统超调大、调节时间长、控制精度低的问题。针对这一问题,提出了基于最少拍无纹波的数字闭环控制算法。仿真证明：在相同的带宽和采样频率下,该算法的系统超调远小于5%,调节时间只需3个采样周期,稳态误差远小于0.001%,这些性能均优于PID算法。