PID与模糊控制算法的比较及其改进

分析比较了PID控制和模糊控制算法，针对一般PID控制容易产生超调，模糊控制的稳态精度不高的缺陷，提出了相应的改进算法－复合PID算法和带动态补偿的模糊控制算法，并通过水温控制仿真实验，比较了这几种控制算法的控制效果，实验结果证明，这两种改进算法不仅系统超调小，而且具有较高的稳态控制精度，可广泛应用于精确控制领域。     

泛论控制工程对控制理论的需求

从控制理论的内容上将控制理论分为模型控制论和工程控制论,并且阐述了两者的关系;讨论了反馈控制系统对控制理论的需求,从目标函数的多少、控制策略集的大小以及控制策略的求取三方面研究反馈控制系统对控制理论的要求;研究了自动化对控制理论的需求。为了解决此课题,从扩展目标函数入手,给出复杂控制系统的概念,并且给出了复杂系统控制理论的主要内涵,展望了复杂控制系统控制理论的意义。     

过程控制实验监控软件的开发

介绍了过程控制实验系统，给出了用C Builder5开发监控软件的设计过程。该实验系统可以实现过程控制的中的5种典型控制方式-单回路控制、串级控制、前馈控制、均匀控制和比值控制。     

一种基于OPC通讯的自适应模糊PID控制优化设计

给出了一种利用先进控制技术有效实时优化控制系统参数的方法。首先利用组态软件MCGS设计控制系统监控界面,采用OPC（OLE for Process Control）通讯在MATLAB中得到控制系统实时参数;根据上位机MCGS中实时控制系统的控制要求,在MATLAB中设计自适应模糊PID控制算法优化该控制系统的控制参数,再利用OPC实时通讯将优化后的控制参数传输返回至MCGS来对控制系统进行实时控制。以二阶液位控制系统为仿真实例,仿真结果体现了自适应模糊控制PID算法对实际控制过程的现实意义,且控制过程实时有效,提高了控制效率。     

智能控制：从学习控制到平行控制

20世纪60年代,学习控制开启了人类探究复杂系统控制的新途径,基于人工智能技术的智能控制随之兴起.本文以智能控制为主线,阐述其由学习控制向平行控制发展的历程.本文首先介绍学习控制的基本思想,描述了智能机器的架构设计与运行机理.随着信息科技的进步,基于数据的计算智能方法随之出现.对此,本文进一步简述了基于计算智能的学习控制方法,并以自适应动态规划方法为切入点分析非线性动态系统自学习优化问题的求解过程.最后,针对工程复杂性与社会复杂性互相耦合的复杂系统控制问题,阐述了基于平行控制的学习与优化方法求解思路,分析其在求解复杂系统优化控制问题方面的优势.智能控制思想经历了学习控制、计算智能控制到平行控制的演化过程,可以看出平行控制是实现复杂系统知识自动化的有效方法.     

单片机在远程智能照明控制中的应用

工业控制系统在局域网中已经应用非常广泛,基于Internet的远程控制是工控的未来发展方向。采用B/S模式设计了基于Internet和单片机技术的远程智能照明控制系统,实现思路是,控制终端通过网络发送控制数据给控制服务器,控制服务器通过串口把控制数据传送给下位单片机来控制远端照明设备。     

基于Internet远程过程控制实验系统的设计与实现

描述了以过程控制实验装置为对象的基于Internet远程控制实验系统。该系统可为远程实验提供常规PID控制、模糊控制、模糊自适应整定PID控制、基于BP神经网络整定PID控制、串级控制等五种控制方法;可在线进行实验结果分析与评价,也可支持离线数据分析;实现了视频图像的远程实时传输。测试结果表明此远程过程控制实验系统它能够满足过程控制实验的需要,系统具有易扩展、交互性好、操作简单、实验过程显示直观等特点。     

航空发动机模糊神经网络控制研究

航空发动机是一个结构复杂、非线性强的多变量控制对象。随着航空发动机全权限数字式电子控制器的研制和应用,控制变量也随着发动机性能要求的不断提高而越来越多,发动机智能控制技术的应用式必然的趋势。本文将智能控制引入到航空发动机多变量控制中,将模糊控制和神经网络相结合,设计出了航空发动机模糊神经网络控制器。并以某型涡扇发动机为被控对象,进行了数字仿真研究,检验了该方法的适应性。     

一种基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统

针对传统PID控制在动态调节过程中存在快速性和平稳性矛盾的问题,提出了一种基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统的设计方法。生物智能控制器基于睾丸素分泌调节原理,其一级控制单元和二级控制单元采用比例控制和传统PID控制设计,一级控制单元根据控制偏差的大小动态调整二级控制单元的给定值输入,从而可迅速、稳定地消除控制偏差。仿真结果表明,基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统具有响应速度快、超调量小、动态和静态稳定性能好等优点。     

Combined depth and heading control and experiment of ROV under the influence of residual buoyancy,current disturbance,and control dead zone

To improve the underwater control effect of a Remotely Operated Vehicle (ROV) with residual buoyancy, current disturbance, and control dead zone, the depth and heading combined control of ROV is studied to improve the control accuracy of the control system. First, the heading control with fixed depth is divided into heading control and depth control. The tanh-sigmoid-surface control laws for designed degrees of freedom are designed by using tanh function. To suppress the influence of residual buoyancy and control law dead zone in depth control, and to offset the influence of control law dead zone of ROV thruster control, a reserved control quantity is introduced to map the depth deviation and control dead zone with residual buoyancy into a control deviation quantity. An adaptive amplification factor method is proposed for the amplification factors of depth control, speed control, and heading control. The proportional coefficient is adopted to make that the balance among rise time, convergence speed, and overshoot can be achieved by adjusting the proportional coefficient. Then the corresponding tanh-sigmoid-surface controller module is designed in MOOS-IvP environment to track the desired heading and depth. The proposed controller refines fuzzy rules and reduces the complexity of parameter adjustment. Compared with the classical proportional, integral, and derivative control method, the experiment results show that the proposed method can resist the influence of residual buoyancy, current disturbance, and control dead zone and has a better control effect with less control error in depth and heading determination.     

倒立摆系统稳定控制之研究

多级倒立摆系统作为一个典型的非线性、多变量、高阶次、强耦合和自然不稳定的复杂被控系统,一直是人们检验、比较各种控制理论和方法的理想实验平台,半个多世纪以来,国内外许多机构对它进行了广泛的研究,积累了丰富的资料。这里对多级倒立摆稳定控制的研究现状进行总结,探讨了它的发展趋势。目前主要的控制方法有线性控制、预测控制和智能控制三类,智能控制是当前研究的主流,它包括模糊控制、拟人控制、计算智能控制、云模型控制等。继续深入研究各种智能控制方法及其组合应用是今后的发展方向。     

基于Profibus的真空自耗电弧炉控制系统

通过对真空自耗电弧炉工艺及控制过程的分析,基于Profibus开发了一套真空自耗电弧炉控制系统;介绍了控制系统软硬件设计方案,提出了电弧炉控制中的关键点和难点,系统分析了真空自耗电弧炉控制原理和各个参数之间的关系以及对控制的影响,提出了一些有助于应对熔炼过程中各种特殊情况的局部策略,如熔速转电流控制、熔滴短路控制、解耦控制等;结合设计中出现的问题,对电弧炉控制中的关键问题—熔速率控制和弧长控制提出了进一步的解决方法。     

神经元解耦控制方案在火电厂球磨机FCS中的设计

给出了一种由神经元和静态解耦网络相结合的针对火电厂球磨机现场总线控制的方案。并在此基础上将此控制方案应用于火电厂球磨机的现场总线控制系统的设计和开发，论证了该种控制方案在FCS控制系统中的可行性，并详细阐述了该控制方案在FCS上位监控级和现场级的实现方法和过程。从实时仿真和现场运行的结果看，该种控制方案在FCS中实现可以取得令人满意的控制效果。     

模糊控制的现状与发展

文章简要介绍了模糊控制的概念和特点，并对模糊控制的原理作了说明，较详细的介绍了模糊控制的现状，包括模糊PID控制、自适应模糊控制、神经模糊控制、遗传算法优化的模糊控制、专家模糊控制等，还介绍了一些模糊控制的软硬件产品，对模糊控制系统的稳定性作了简单介绍，最后对模糊控制的发展作了展望。     

神经控制器的典型结构

本文研究了神经控制的典型结构方案，包括神经学习控制，神经直接逆控制，神经自适应控制，神经内模控制，神经预测控制，基于小脑模型联接控制（ＣＭＡＣ），多层神经控制和递阶神经控制等，文中着重讨论了控制机理，提供了潜在应用基础，对神经控制器结构方案的确定具有借鉴作用。     

农业温室温度的智能辨识控制

农业温室温度控制过程中,温度的精准控制是一个非线性、滞后的问题,实验表明,现有的PID控制很难实现对农业温度的辨识控制,控制过程的准确率,收敛速度慢等问题。提出建立农业温度控制模型,通过采用LI-RBF神经网络辨识器对农业温度控制系统进行辨识,以及LI-RBF神经网络与PID控制相结合,构成LI-RBF-PID控制策略。通过系统跟踪辨识结果比较,以及LI-RBF-PID控制器控制参数在线自整定的农业温度控制曲线表明,该方法优于PID控制,实现了农业温室温度智能辨识控制。     

模糊控制在干洗机中的应用研究

介绍了模糊控制中模糊控制器的结构组成,以及其应用动向和发展方向.并且将其应用到干洗机控制中,实验证明模糊控制在家电智能控制控制中能够得到很好的控制效果.     

基于PCS7的聚合反应器温度复合控制系统设计

针对聚合反应器温度存在的非线性、滞后性、耦合性等问题,并在对聚合物反应工艺流程、控制需求以及控制对象特性研究分析的基础上,设计了一种模糊PID控制与冷热水变比例多阀位开度控制的双模式分段温度复合控制方法,通过PCS7过程控制系统提供的结构化语言SCL编写控制器模块,连续功能控制图CFC搭建温度系统控制回路,顺序功能图SFC设定控制流程,结合高级多功能过程与控制仿真设备(SMPT-1000)实现了控制方案,并与传统PID的温度控制效果进行对比;经试验测试结果表明该复合控制方案比传统PID控制超调量低,具有更优越的稳态性能和更快的响应速度以及较高的能量利用效率,提高了反应器温度控制性能。     

基于Smith控制与预测函数控制的再热汽温多变量控制快速计算方法

针对再热汽温控制系统控制变量多、控制难度大等问题,提出了一种基于Smith控制与预测函数控制(PFC)的多变量控制快速计算方法。首先,将再热汽温多变量控制系统分解为三个单变量控制系统,在每个单变量控制系统中,将其中两个控制量作为干扰项;其次,根据Smith控制思想,设计每个单变量控制系统;最后在改进预测函数控制的性能指标的基础上,综合考虑三个单变量控制系统,实现对再热汽温度的控制。再热汽温控制仿真实验表明所提方法的计算速度是传统约束条件下预测控制的50倍左右,并且调整参数少,物理意义明确。实验结果表明该算法在现场使用中能够有效地提高再热汽温控制品质。     

时滞系统的经典控制与智能控制

研究了两类用于时滞系统控制的方法．即包括自整定PID控制、Smith预估控制和大林算法在内的经典控制方法和包括模糊控制、神经网络控制和模糊神经网络控制在内的智能控制方法．经过比较后认为经典控制结构简单、可靠性及实用性强．而智能控制则具有自适应性和鲁棒性好．抗干扰能力强的优势，因而将这两种控制方法结合起来是控制时滞系统有效实用的方法．具有很好的应用前景。