基于模糊PI的高速转台转速控制算法研究

高速旋转试验台是研究底排装置高速旋转性能的关键设备.针对传统PI控制器响应速度慢、控制精度低、超调量大等问题,引入了模糊PI控制算法.建立了控制系统的数学模型,给出了转台转速指令;在原有的控制律结构基础上,设计了基于模糊自适应PI的转速控制律,并对整个控制过程进行仿真.通过对比分析,结果表明:与原有的PI控制算法相比,模糊PI控制算法响应速度更快、超调更小、控制精度更高.同时,在应对共振现象时具有更好的动态特性和抗干扰能力.     

球罐焊后热处理中BP神经网络-PID温度控制器性能仿真

对大型球罐进行焊后热处理是保证其安全运行的一项重要工艺举措.而球罐焊后热处理的温度具有非线性和纯滞后的特点,常规PID在控制精度、系统稳定上难以满足GB12337—2014规定的热处理温度要求.为了提高大型球罐焊后热处理温度控制的效果,针对1 000m3球罐焊后热处理装置,设计了基于BP神经网络PID的控制方案.利用神经网络的自学习修正其加权系数,实现温度控制参数的在线调整,并同热处理实际温度数据比较.仿真结果显示,加入BP神经网络的PID控制器在热处理时能够按照规定温度要求进行调节,并且整个过程中的温度波动及超调量较小,抗干扰能力和鲁棒性更好,为大型球罐热处理温度控制器的设计积累了经验.     

基于模糊PID控制的汽车座椅测试系统的设计

汽车座椅静载强度的测试直接关系到乘员的人身安全,其测试系统要求控制精度高,超调量小以及稳态误差小。传统的PID控制由于参数整定差,不能满足汽车座椅测试系统高精度的要求。本文将模糊控制与PID控制结合起来,设计了模糊PID控制器。通过MATLAB/Simulink对控制器的仿真分,比较传统控制和模糊PID控制的性能,验证模糊PID控制器的优越性。最终试验结果表明:模糊PID控制系统的超调量在3%以内,稳态误差在0.7%以内,具有较高的控制精度,符合测试要求。     

基于FPGA的高可靠反作用飞轮控制算法研究

反作用飞轮是卫星姿态控制系统的执行部件,提高小卫星飞轮系统的可靠性及控制精度具有重要的意义.提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高可靠反作用飞轮控制算法,首先介绍了反作用飞轮系统原理,分析得出FLASH型FPGA的高可靠性能,然后利用Verilog HDL语言编写浮点运算单元,并设计分段PI控制器.实验结果显示,速度响应从静止至6 000r/min耗时10s,超调量小于2r/min,稳态控制精度小于0.5r/min,验证了反作用飞轮系统设计的合理性,能够满足反作用飞轮的设计要求,进而可提高小卫星姿态控制精度.     

温室环境模糊控制器的设计

根据温室环境控制特点,论述了一种多变量输入输出模糊控制器的设计方法,介绍了控制系统硬件组成结构,给出了执行机构的模糊规则.该系统采用T-S模型,实现执行机构的开关量控制.在控制规则制定过程中,分两级对执行机构实行控制,兼顾系统快速性与稳定性,并将其应用于温室环境控制中.实验表明,系统响应快、超调量小、稳态误差小,控制精度满足温室植物的生长需要.     

热泵空调器辅助电加热的控制分析

本文分析了热泵型调器辅助电加热的设计要求,提出了电加热设计的数的启停条件。     

TRT中电液位置伺服系统的预测控制

设计高性能的电液位置伺服控制系统是提高TRT系统高炉顶压控制精度的关键问题。针对由于电液伺服系统的不确定和非线性特性而难以建立精确数学模型用于实时控制的问题,将一种快速无超调的广义预测控制算法应用于电液伺服系统。该算法充分利用预测信息对控制量进行补偿,很好地抑制了超调的出现。对输入增量引入柔化系数矩阵,避免了逆矩阵的求解,提高了系统响应的快速性。仿真结果表明,该算法使电液伺服系统取得较好的动态性能。     

便携式温湿度一体校准仪研制

便携式温湿度校准仪主要是为了解决大中型环境监控系统温度和湿度多年来难于校准的问题.本项目根据温度对比法和干湿气混合原理,采用新的无超调微控制器设计技术、干空气温湿度发生器技术、大温差半导体制冷技术、散热结构技术、智能传感器技术等多专业新技术,实现了把温度发生器、湿度发生器、高精度温度测量系统、高精度湿度测量系统,设计为一体化、小型化、可便携的校准仪器.实现了对大型测控系统测量参数现场在线校准,解决了以往温湿度校准仪器多、体积大,不能同时校准等问题,改变了传统需要拆卸传感器(多数系统不允许较长时间停机)到计量单位送检为定期到现场巡检,可提高校准工作效率五倍以上.     

改进的遗传算法在电加热锅炉温控系统中的应用

目前,电加热锅炉的控制方式一般采用PID控制。针对PID控制存在的震荡周期较长、超调较大、稳态误差较大等缺点,提出基于改进遗传算法的PID算法。利用改进的遗传算法进行仿真寻优确定PID的参数Kp、Ki、Kd。经仿真及实验证明由于采用智能控制算法,电加热锅炉的效率和精度都得到了提高。     

基于模糊控制的失重秤粉体包装精度研究

目的 针对失重式包装秤控制系统控制精度低的问题,提出一种提高粉体包装称量精度的控制算法。方法 在传统PI控制基础上,增加智能模糊控制模块,利用模糊控制算法整定PI控制参数,并通过Matlab simulink分析软件对系统进行仿真。结果 相对于传统的PI控制器,模糊PI控制系统达到稳定的时间减少了44%,超调量降低了26%,系统受到干扰后达到稳定的时间减少了30%。结论 模糊PI控制系统稳定,超调量小,抗干扰能力强,能有效提高失重秤的包装控制精度。     

Research of thermal response simulation and mold structure optimization for rapid heat cycle molding processes, respectively, with steam heating and electric heating

The dynamic mold temperature control system is the key of rapid heat cycle molding (RHCM) technology because it significantly affects the stability of the process, productivity and the quality of the final polymer part. For this reason, the approaches and techniques for dynamic mold temperature control were discussed in this study and two different dynamic mold temperature control methods, respectively, with steam heating and electric heating were found to be very feasible in mass production. The methods and principles of mold design for the two RHCM technologies were also discussed and then several different kinds of mold structures were designed. By constructing the corresponding thermal response analytical models for these RHCM molds, the temperature responses of the molding systems in the heating and cooling process of RHCM were simulated and studied. The effects of the mold design parameters such as the insulation layer between mold plate and mold inert, and mold material, on thermal response efficiency and temperature uniformity of the two RHCM processes were analyzed based on the simulation results. The results show that the insulation layer can increase the upper limit temperature of RHCM with steam heating and improve the heating speed of RHCM with electric heating. It can also greatly decrease the energy consumption of the two RHCM processes. The heating efficiency of RHCM with steam heating can be effectively improved by increasing the thermal conductivity of the cavity/core material, while the situation is diametrically opposite for RHCM with electric heating. Therefore, we acquired an optimized mold design principle and method for RHCM with steam heating and electric heating, respectively. Finally, a new electric heating mold with a cooling plate was proposed to enhance the cooling efficiency. The thermal response of this new electric heating mold was also simulated. The simulation results show that the cooling plate can significantly improve the cooling and heating efficiency.     

半实物仿真的电加热炉系统辨识与模糊控制

以电加热炉为实验对象,建立基于MATLAB/Simulink的电加热炉炉温半实物仿真控制系统.通过系统辨识方法得到电加热炉的准确数学模型,使用模糊PD控制策略,先通过计算机仿真方式得到合适的控制器规则和参数,再将此控制器应用到对电加热炉的实际控制当中,对电加热炉的炉温进行控制,达到了较为理想的控制效果.实验表明,半实物仿真方法在系统建模和设计控制器、寻找合适控制器参数等方面具有方便、准确等优点,可以广泛应用到工业控制的压力、液位等其他方面的控制.     

液体化学品自燃温度试验中温度控制器性能仿真

GB/T 21860-2008(液体化学品自燃温度的试验方法)是液体化学品自燃温度测定方法的标准,若采用常规PID(比例、积分、微分)温度控制存在超调会影响试验结果精确度.根据坩埚炉低温区间升温速度快、高温区间升温速度慢的特点,以及国家标准中要求以30℃和3℃进行温度调节,对坩埚炉当前温度和所需调节温度两个变量进行模糊化处理,建立此坩埚炉的模糊控制规则库,构造坩埚炉温度的模糊PID控制器.在仿真情况下,模糊PID控制没有超调,控温精度达到目前国外产品同等水平.模糊PID控制器的设计,为实际试验过程中的坩埚炉温度控制器设计积累了经验,寻找到了方向.     

热渐进成形中加热方式及其测温方法的研究进展

渐进成形是一种先进的制造技术,可满足小批量产品高精高效的生产需求。在航天航空、电子及精密仪器领域中的部件通常具有轻质高强的特点,但在室温下整体延展性较差的材料(钛合金、镁合金、铝合金)很难通过传统的渐进成形方法来成形,使用热辅助方法就显得尤为重要。简要介绍了渐进成形技术的发展及成形原理,并综述了国内外研究学者在热渐进成形技术中使用的加热方法,将其分为两种类型:整体加热和局部加热,进一步对比分析了两种加热方式的优缺点,其中,电加热方式适用范围较广且加热温度较高,加之其设备结构简单,具有较大的应用前景。在此基础上,针对不同加热方式,综述了相应的成形装置及温度测控方式,测温方式分为接触式测温和非接触式测温。对比两种测量方法,接触式测温精度高且测温范围较大,但难以测量运动中物体的温度;非接触式测温通常用于测量运动中的物体和小范围内的温度,并且不会对被测物体的温度场造成影响,但其制造成本较高且测量精度相对较低。分析了各种成形装置及温度测控系统的适应工况,将温度控制在材料成形的最佳温度附近可以提高材料的成形性和成形精度。     

温湿度控制系统的研究

以高压风柜的送风温湿度控制为例,设计了一套基于串级控制与分程控制的控制系统。采用固定电加热,可调电加热与冷却水电动三通调节阀三种执行器调节相结合的方式,有效地控制送风温湿度。该系统不仅适用于高压风柜的恒温恒湿控制,也可用于各种制造行业的室内温湿度控制。     

基于模糊内模-PID的包装机热封切刀温度控制

目的 包装机热封切刀温度控制系统存在非线性、大滞后性等特点,传统PID控制的效果也越来越无法满足工艺生产的要求,为了提高包装机热封切刀温度控制的速度和精度,进而提高封口的质量,以提高产品包装效率和品质。方法 在传统的PID控制的基础上,通过结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,提出模糊内模-PID控制算法的包装机热封切刀温度控制系统。内模控制能够使PID控制器参数进行简化,同时模糊控制的引入能够实现控制器参数的在线调整,将该新型控制算法应用到包装机热封切刀温度控制系统中,并与传统控制进行对比。结果 通过Matlab仿真软件搭建模内模-PID控制的包装机热封切刀温度控制系统仿真平台,仿真结果表明,系统响应速度、精度、超调量、抗扰动能力等比传统控制系统性能更加优良。结论 通过仿真验证了模糊内模-PID控制在热封切刀温度控制系统上的有效性和可行性,能够在温度控制系统中表现出优良的性能指标。     

基于Workbench的粘箱机推动臂强度分析与优化设计

目的 为提高肥料包装计量精度,设计一种肥料包装机控制系统。方法 建立肥料动态称量系统数学模型。结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,设计肥料包装计量精度控制系统。采用内模控制使PID控制器参数简化,同时模糊控制的引入实现了控制参数的在线调整。利用肥料质量偏差及其变化率,基于Mamdan二维模糊控制器实现内膜控制参数λ的自动调整。结果 实验结果表明,在模糊内模PID控制下,质量最大相对误差为1%;质量绝对误差的平均值为0.2 kg;控制算法超调量较小、具有很好的动静态性能;系统称量误差大幅度减小。结论 所述控制方法和系统可以提高称量包装设备的效率和精度。     

基于模糊PID的包装机热封切刀温度控制

目的为了提高包装机热合装置压合袋口的封口质量,采用模糊自适应PID控制方法对热合机热合装置的温度进行精确控制。方法针对食品包装塑料薄膜热封的温度控制,基于模糊自适应PID控制算法设计一种自动包装机热封温度控制系统。采用变论域模糊PID实现控制参数自整定和控制规则的自调整,并将其与传统PID控制进行对比。结果模糊PID控制方法较传统PID控制方法能更稳定地控制加热温度,有效提高了温度控制的响应速度和控制精度。结论该系统在热合装置中能够精确、快速地控制温度,具有应用价值。     

基于GA-PSO的印版滚筒温度二自由度PID参数整定

目的为了得到最优PID控制器的整定参数,满足印版滚筒温度实际控制要求,使温度控制具有更高的精确性和准确性。方法提出一种把遗传算法、粒子群算法相结合的智能混合算法,用该算法对二自由度PID参数进行优化,并将该思想用于印版滚筒温度控制系统;基于Matlab进行仿真,并与文中其他整定方法相比较。结果通过仿真验证,文中提出方法具有良好的控制效果,与其他方法相比,具有系统响应快、调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点,并具有极强的抗干扰能力。其目标值跟踪特性中调节时间为143.7 s,超调量为15%;其外扰动抑制特性中调节时间为57 s,超调量为2.5%,明显优于其他方法。结论采用该融合算法可充分发挥2种算法的优点,具有优良的性能指标值,可更好地满足现场控制要求。