轮式移动机器人路径跟踪的模糊自整定PID控制

本文建立了二自由度轮式移动机器人路径跟踪的动力学模型,并设计了自整定模糊PID控制器,利用模糊推理的方法,对PID控制器的参数进行自动整定。仿真实验用常规增量式PID控制和自整定模糊PID控制算法结合进行航向跟踪,结果表明该算法与常规PID算法相比,系统误差减少了20%左右,响应时间减小到原来的0.4,有效地改善了控制器的动态性能,同时表现出了较好的自适应能力,路径跟踪仿真结果表明,轮式移动机器人能够迅速向目标路径靠拢,并能平稳地践踏规划路径。     

基于神经网络参数自整定PID的双臂机器人协调操作的轨迹跟踪控制

将BP神经网络与PID相结合，解决了双臂机器人协调操作同一刚性负载的轨迹控制问题，设计了应用于机器人协调操作刚性负载轨迹跟踪的控制系统。针对主臂和从臂在实际操作中所处地位的不同，对主臂，从臂应用了不同的控制子结构。采用这一方法，可以实时调整PID控制器的参数，使其在线达到最优状态，克服了依靠经验离线整定PID参数的局限，使系统具有更强的鲁棒性和自适应性，其输出可达到期望的控制精度，仿真实验验证了控制系统及算法的有效性。     

基于模糊自整定PID的布带缠绕机张力控制算法的研究

针对常规PID控制器在数控缠绕机的张力控制过程中参数整定难以实现的困难,介绍一种基于模糊自整定PID的控制算法,根据偏差和偏差变化率来实时调整各参数。经过实验证明,该系统比常规PID控制系统具有更好的调整性能和控制特性。     

一种速度跟踪测量系统的开发

当遇到控制对象,如电动机、精密伺服系统、高速旋转体等出现难于解决的速度不稳定问题或速度精度问题时,维修者最希望知道的是,速度出现波动那一刻前后发生了什么问题和具体的数据,以判断是哪一个控制环节出现了问题,而设计者最希望了解到控制对象速度控制的精度、稳定程度。本文主要介绍一种速度跟踪测量系统的硬件和软件设计,以帮助解决此类问题。     

无人驾驶越野车辆纵向速度跟踪控制试验

以无人驾驶轻型战术轮式越野车辆为平台,开展模型预测纵向速度跟踪控制实车试验研究。针对平台控制特性设计合适的下位控制器,使用Matlab/Simulink与包含气压制动系统的TruckSim车辆联合仿真初步测试系统可行性,并在沥青路和土路分别进行实车试验。试验结果表明：模型预测速度跟踪控制系统能够克服气压制动延时长、整车质量重、越野路况行驶阻力波动大等模型误差和不确定干扰,自适应调节期望加速度大小,实现不同行驶工况高精度速度跟踪。试验过程驱动/制动切换平稳、无振荡,且能够像熟练驾驶员一样充分利用发动机辅助制动,必要时既不施加电控制动,也不请求发动机输出转矩。系统使用现代车辆易于获得的车辆状态参数,便于向其他车辆移植,可作为无人车辆车体控制得力技术加以推广。     

折臂式高空作业车轨迹跟踪与控制研究

针对折臂式高空车自动化控制程度较低的问题,以某型号18 m折臂式高空作业车为研究对象,应用机器人学理论,通过建立其运动学模型,实现了作业平台的轨迹跟踪控制,为最终实现折臂式高空车常用工况下的自动控制打下基础.为解决折臂式高空车臂架液压系统控制精度低,控制存在滞后问题,建立了臂架液压系统的数学模型,针对该模型设计自整定模糊PID控制系统,在MATLAB/Simulink环境下,对控制系统进行仿真验证,仿真结果表明,加入自整定模糊PID控制器后,臂架系统的响应速度增加,稳态误差消除,跟随能力加强.     

基于MATLAB的电液速度系统的PID控制

本文基于对控制系统的建模方法,简要介绍了电液速度控制系统的分析与设计方法,并在此基础上运用MATLAB对系统进行PID控制,仿真结果证实系统的动态品质均能达到较满意的水平。     

基于MATLAB的电液速度系统的PID控制

本文基于对控制系统的建模方法,简要介绍了电液速度控制系统的分析与设计方法,并在此基础上运用MATLAB对系统进行PID控制,仿真结果证实系统的动态品质均能达到较满意的水平.     

基于PID算法的摆式客车倾摆控制研究

针对摆式客车倾摆控制系统的特点,采用PID控制策略,理论上分析了PID控制器的设计思想,设计了PID控制器的比例、积分、微分系数并根据其阶跃响应进行参数整定,参数整定后的PID控制系统的阶跃响应特性与仅有比例控制时相差无几,而且PID控制系统对不大于1Hz的不同频率的正弦信号的跟踪能力优良且变化不大,对于频率变化而又具有非线性特性的实测未平衡离心加速度信号的跟踪能力略有降低.仿真结果表明：直接用设计的PID控制器参数进行控制,控制效果变得更差,其参数必须经过整定;经参数整定后的PID控制系统其各种性能得到大为改善,基本满足摆式客车实际控制的要求.     

光纤绕线机张力控制系统的研究

光纤环是光纤陀螺的传感核心,一个长期稳定并且比较小的张力值是评价光纤环品质高低的最基本的因素。通过光纤绕线机在绕纤过程中对光纤上的张力进行控制的方法,可以获得期望的张力值,使得光纤环的性能有了比较好的改善。     

视觉跟踪系统控制结构的研究

文章介绍了自主研制的平面视觉跟踪系统的组成，对基于单片机的云台运动控制部分作了重点描述，说明了该控制系统的硬件组成、软件流程图及实现的功能，设计了基于目标速度反馈的PID控制算法，解决了普通图像直接反馈控制方法由于非线性原因而产生控制效果差的现象。并通过实验检验了该视觉跟踪系统的控制性能。     

纤维缠绕张力的模糊自适应PID控制

设计了一种模糊自适应PID控制器，运用于以运动控制器（PMAC）为核心、直流力矩电机为执行元件的数控纤维缠绕张力控制系统；上位机根据PMA6采集的张力数据进行模糊运算处理、整定后获得优化的PID参数，传送给PMAc实施张力控制。研究表明：与常规PID控制器相比，张力超调量、波动显著减小。在此基础上，提出了这种控制算法的实现方法，为实际的应用奠定了基础。     

模糊智能控制在卷绕系统中的应用

介绍了卷绕系统的工作特性,提出了自适应模糊PID控制方式,实现了PID参数的在线调整。具体介绍了模糊控制器的设计,并在MATLAB中对卷绕系统进行仿真实验。仿真结果表明自适应模糊PID控制适用于卷绕控制系统。     

Algorithm research and realization of the turning control system for heavy transportation vehicle

The dynamics of turning system which is a nonlinear system normally has great impact on the transportation speed of the vehicle having heavy load and large size.The dynamics of turning system depends on control algorithm and its implementation,but the existing control algorithms which having high dynamics in the application of heavy transportation vehicle are complex for realization and high hardware requirement.So,the nonlinear turning system is analyzed for improving its dynamics by researching new efficient control algorithm.The models of electromagnetic valve,hydraulic cylinder and turning mechanical part are built individually to get the open-loop model of the turning system following characteristics analyzed.According to the model,a new control algorithm for heavy transportation vehicle which combined PID with Bang-Bang control is presented.Then the close-loop model of turning system is obtained under Matlab/Simulink environment.By comparing the step response of different control algorithms in the same conditions,the new algorithm’s validity is verified.On the basis of the analysis results,the algorithm is adopted to implement the turning control system by using CAN field bus and PLC controllers.Furthermore,the turning control system has been applied in one type of heavy transportation vehicle.It reduces the response time of turning system from seconds level to 250 ms,and the speed of heavy transportation vehicle increases from 5 km/h to 30 km/h.The application result shows that the algorithm and turning control system have met all the turning requirements.This new type of turning control algorithm proposed is simple in implementation for fast response of nonlinear and large-scale turning system of heavy transportation vehicle.     

数控纤维缠绕机张力控制系统的研究

论述了以工业控制机作为主控机,分别采用磁粉离合器和力矩电机作为控制元件情况下,对张力进行有效控制的两种方案。     

基于自校正控制的空间光通信精跟踪系统设计

针对空间光通信捕获、跟踪、对准(acquisition,tracking,pointing,ATP)系统的精跟踪单元高度复杂、被控对象参数模型难以精确获得、存在慢变化随机干扰的特点,提出采用自校正PID(proportional,integral and derivative)控制来设计精跟踪的控制器,改善了系统动态性能,增强了系统对不确定因素的适应性。采用遗忘因子递推最小二乘法来进行参数辨识,能在线调整适应对象参数的变化,增强了系统的适应性和鲁棒性。通过仿真验证了算法的控制性能和参数辨识效果,算法的实时性也满足系统设计的要求。给出了ATP精跟踪系统的设计框图,进行了2.3 km的精跟踪实验。实验结果表明精跟踪系统采用自校正PID控制有较好的跟踪精度。     

高精度智能相机光电跟踪控制系统的研制

主要研究空间光通信中光束抖动的跟踪控制,建立了以可开窗口高帧频CMOS相机和大规模FPGA芯片为核心的全功能camera link光束跟踪控制硬件平台.并在FPGA芯片中嵌入实现了全部跟踪控制算法,包括图像处理中将二元线性插值结合重心算法实现光斑的高精度定位,以及流水线并行运算的模糊增益自调整PID跟踪控制的状态机等.实验结果表明系统实时性强,算法的时间开销很小,光斑的定位精度高,跟踪带宽达到200 Hz以上,低频时跟踪精度约为2 μrad,实现了光束抖动的高带宽高精度的跟踪控制.     

激光跟踪仪精密跟踪系统的设计

对激光跟踪仪的跟踪伺服控制系统进行了整体研究并给出了总体设计方案。针对跟踪目标的精密探测问题,研究了新型探测手段以及微弱光电信号的精细调理技术与数字滤波方法,使得脱靶量探测稳定性优于±2.0μm。针对跟踪角度精密测量问题,设计了圆光栅数据采集系统,实现了角度脉冲的细分、辨向与准确计数;基于谐波分析方法建立了跟踪过程中的误差补偿模型,将角度测量精度由3.5″提高到1.5″。建立了跟踪伺服电机的数学模型,分析了电流环在跟踪控制中的作用机理,提出了电流、速度、位置三闭环控制结构和复合跟踪控制策略。跟踪实验表明:系统最远跟踪距离不小于41.7m,跟踪速度不低于2.0m/s。该项技术还能为空间动态目标跟踪、激光通信等提供有益借鉴。     

基于高速开关电磁阀与PLC监控的数控夹具压力控制系统研究

介绍一种基于高速开关电磁阀的数控夹具压力控制系统的设计原理和实现方法。通过PLC的脉宽调制 (PWM)功能,调节通过高速开关电磁阀的流量,实现对系统压力的控制。为了使系统的压力在加压或出现扰动时能够迅速回到预定值,引进了PLC的PID调节功能。还详细叙述了PLC程序的结构和设计要点。