磁导航AGV分段模糊PI控制器设计

为了提高3C产品的自动化生产效率,以STM32F407ZGT6单片机为系统控制器核心,对磁敏传感器组寻迹的滚筒式AGV设计了16位磁敏传感器的阵列布置形式,并根据此形式以及磁导引滚筒式AVG的寻迹约束条件和行走要求提出了路径的识别与轨迹跟踪算法,即分段模糊PI控制算法,以适应AGV小车在直行 、转弯和停车三种状态下存在的位置偏差和角度偏差的控制.运用Matlab软件中Simulink模块搭建模糊控制器的仿真模型,对AGV的轨迹跟踪进行仿真,并进行了实际行走测试.AGV行驶时路径偏差保持在8 mm以内,可保证AGV稳定准确地跟踪预设路径,且具有较强的鲁棒性.     

叉车式AGV模糊控制系统的设计与试验研究

针对叉车式AGV的结构和非完整约束的特点,提出了基于模糊控制理论的磁导引AGV的运动控制方案。在对车体位移偏差和方向角偏差模糊化的基础上,根据模糊控制器推理分析结果对AGV的运动轨迹进行纠偏,使AGV始终沿着规定的磁导引路径运动。测试结果表明,该AGV控制方法的轨迹跟踪精度完全可以满足运行要求。     

基于模糊PID对AGV的纠偏控制

针对自动导引车辆AGV沿着既定路线行走时,由于外界不确定因素的影响而偏离既定路线的问题,提出了基于视觉CCD引导方式对AGV的行驶路径进行数据采集,以位置偏差和方向偏差作为纠偏控制系统的输入,同时基于模糊推理和PID控制策略对AGV行走进行纠偏。利用该控制策略,提高控制系统的鲁棒性、智能性、快速性、准确性。在Simulink仿真环境中进行了动态仿真,与常规的PID控制器相比,该控制系统能够更精确地对AGV的行驶过程进行实时纠偏。     

基于免疫模糊PID的小型农业机械路径智能跟踪控制

为实现复杂环境下小型农业机械田间作业时的路径跟踪控制,提出了基于免疫模糊PID(比例-积分-微分)的智能路径跟踪控制方法.首先,路径跟踪控制被分解为自动直线导航和自动转向控制任务,并分别构建了能够实现自动导航的模糊控制器和基于免疫模糊PID控制的自动转向方法.该设计在无人驾驶高速插秧机硬件系统基础上,开发了基于双激光源定位技术、电子罗盘和角度传感器的自动导航控制系统.其次,根据自动导航控制系统构造和工作原理,提出了直线和曲线路径跟踪的方法.最后,利用Matlab/Simulink仿真平台和插秧机的运动学模型对所设计的路径跟踪控制原理和模糊控制器进行了有效性验证,同时完成了包括直线和曲线的路径跟踪试验.当插秧机以1 m/s的速度进行直线跟踪时,最大跟踪偏差只有4 cm,平均跟踪偏差为0.84 cm;当以同样的速度做曲线跟踪时,曲线路径跟踪时的最大偏差为0.6 m,平均跟踪偏差控制在12 cm以内.仿真和试验结果表明,该套控制系统能够有效地控制无人驾驶高速插秧机按预定路径行走.     

基于模糊算法的AGV纠偏控制

基于AGV的运动学分析,针对AGV在高速运行时控制效果变差这一问题,本文提出一种AGV路径纠偏的分级控制策略,针对不同运行速度对AGV进行分类分析,基于变论域模糊控制算法以车体位置和角度偏差为输入量,车体转向角度为输出量设计第一个模糊控制器。以车体运动中心的运行速度为输入量,第一个模糊控制器输出论域的伸缩因子为输出量设计第二个模糊控制器实现分级控制策略。结合两个模糊控制器设计基于速度分级的AGV纠偏控制器并进行仿真分析。仿真结果表明,基于速度分级的AGV纠偏控制器能够对不同速度下的AGV实现平稳、快速纠偏。     

基于改进模糊PID的自动导引车纠偏控制研究

针对传统模糊比例—积分—微分(PID)控制器对自动导引车(AGV)路径跟踪精度低的问题,提出一种基于比例调整和积分分离的模糊PID纠偏控制方法。首先分析并建立AGV的运动学模型;其次设计模糊PID控制器的输入输出隶属度函数及模糊控制规则;最后对模糊控制器输出的比例项和积分项以偏差的大小为依据分别进行比例调整和积分分离。仿真实验表明:积分分离可以有效降低系统超调量,比例调整加快系统的响应速度,本文设计的纠偏控制器具有快速性和稳定性等优点。     

磁导航AGV模糊控制器的研究

分析了AGV的控制特点;并根据磁导引传感器的特点,设计了一种基于模糊逻辑的AGV控制器;并通过Simulink进行了仿真验证,证实了其可行性.     

基于预瞄模糊PID控制的嵌入式轮式机器人设计

采用ARM作为核心处理器件设计了一款自动寻迹的轮式机器人并完成寻迹实验.基于模仿人工驾驶思想将多点预瞄和模糊PID控制结合提出了多点预瞄模糊PID控制方法.经调试,轮式机器人能分别按照直线、虚线道路行走,并能完成自动寻找目标道路等行为.重点给出了控制器与硬件电路图设计.实验表明,机器人完全能满足性能要求,为新型轮式移动机器人的设计提供了方案.     

电视导引头伺服系统模糊PID控制技术研究

为了满足电视导引头位置伺服系统在部件级测试中的要求,在构成位置闭环的基础上设计了模糊PID控制器以操纵执行机构.控制算法根据位置偏差及变化率将响应划分阶段,经试验确定模糊规则,使用模糊推理实时整定各阶段PID参数,使指标趋于最优.仿真及试验结果表明,模糊PID控制器减小了稳态误差,缩短了调节时间和超调量.模糊PID控制...     

磁导航AGV纠偏控制模型的研究与设计

针对轮式移动机器人循迹偏差问题,以差速驱动型AGV为研究对象,基于LQR(LinearQuadratic Regulator)线性二次型最优控制算法设计磁导航AGV纠偏控制器,控制AGV速度实现循迹跟踪。通过对磁导航AGV偏差建模,将决定AGV运行的驱动电机线性化,建立其状态空间模型,判别系统能控、能观性;同时用Matlab进行仿真设计,实验得到最佳Q、R完成最优控制器设计;通过Simulink设计基于LQR最优控制算法的AGV纠偏控制系统模型,并与传统PID控制算法进行对比分析表明,论文设计的基于LQR算法纠偏控制模型具有更好的收敛性和实时响应性。     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.