基于灰狼优化算法的PID控制器设计

为了寻找最佳的比例、积分和微分（PID）控制器增益因子,使系统输出尽可能接近参考输入信号的变化,使得控制系统的时间加权绝对误差积分最小,提出了基于灰狼优化算法（GWO）进行PID控制器增益因子优化设计的方法。为了评估该方法的性能,针对设定点跟踪设计目标,通过使用3种基准线性数学模型进行仿真测试,并与粒子群优化算法（PSO）、引力搜索算法（GSA）得到的仿真结果进行了比较。仿真结果表明,基于灰狼优化算法的最优参数PID控制器比基于其他算法的性能更好,最优值更佳。     

基于STM32的低功耗智能定位阀控制器设计

针对工业控制中传统阀门定位器稳定性差、定位精度低、抗干扰能力差、智能化程度低等缺点,以及我国自主研发生产高精度阀门定位器上的不足。设计了以ARM Cortex-M3 内核处理器作为核心控制器的低功耗智能定位阀控制系统。设计中采用优化的PID控制算法,并采用齐格勒-尼克尔斯法则,自整定PID参数。通过二线制HART 协议实现与外界设备通讯。实践证明自整定PID参数能够更好的适应各种控制现场,控制系统能够稳定、快速的运行实现了阀门位置的精确定位和本安低功耗设计的要求。     

一种全局渐近稳定的适用于二阶积分系统的饱和PID控制器

针对二阶积分系统,本文设计了嵌套饱和函数形式的PID控制器。通过综合运用不变区域、相平面分析与前向系统的相关理论,层层剥离饱和函数的限制,最终将控制器归结为无饱和约束的PID形式。在无干扰存在时,可以证明系统是全局渐近稳定的;在存在干扰时,则至少能证明系统是输入-状态稳定的。相对于文献中已有的利用奇异扰动值理论研究具有积分饱和约束的方法,本文为积分系数的选取提供了一个可以明确计算的上界。文章最后通过数值仿真验证了理论的正确性。     

智能控制在温度调节仪中的应用

本文介绍一种温度控制方法,该控制方法分别采用智能PID和分段PID算法来实现,通过编制VB程序实现计算机与智能调节仪之间的双向通信。基于宇光GLCK-103 B型温度测控实验装置,计算机可对温度变送器输入的信号进行处理后与设定温度值进行比较,并进行P、I、D参数运算,送给智能调节仪进行调节,输出信号对可控硅调压模块进行控制,改变加热功率以达到控制温度的目的。最后,验证了智能PID算法和分段PID算法在温度调节应用中的有效性。     

数字PID控制中饱和问题的研究

研究了数字PID算法中的饱和效应,提出克服饱和现象的各种算法。还通过仿真,研究了比例饱和、积分饱和、微分饱和三种情况下各种算法的性能。最后指出微分项带滤波的PID算法具有良好的抗饱和能力。     

电子式互感器积分模块的抗干扰技术研究

积分模块抗干扰设计是电子式互感器研制过程中的关键性技术。为适应数字化变电站内的实际运行环境,提升电子式互感器的运行稳定性,本文分析了电子式互感器积分模块的实现原理,研究了电子式互感器的现场干扰来源及其对积分模块工作特性的影响。针对目前电子式互感器积分模块由于硬件滤波能力有限及采样速率不足,导致外部高频输入信号频率混叠并引起积分采样输出异常的问题,提出了相应的软、硬件解决方法。通过在采集单元内部实现软件积分避免数据传递误差,采用高阶滤波电路抑制高频信号输入,提高模数转换频率减少高频信号采样失真等可行技术,增强了电子式互感器积分模块在工程应用中的抗干扰能力。本文研究的技术方案能大幅消除了外部高频干扰对软件积分功能的影响,可有效提高罗氏线圈原理的电子式互感器的运行可靠性。     

基于PSO的恒力执行器PID型模糊控制器

针对打磨机器人在打磨过程中对恒力控制精度和响应速度的要求,提出了一种基于粒子群优化算法的恒力执行器PID型模糊控制器。设计新型PID型模糊控制器,减少设计规则库数量;提出变权重综合型适应度函数,结合误差积分绝对值和控制信号积分绝对值优化PID型模糊控制器的综合性能,同时减小超调量与稳态误差;采用自适应惯性权重策略加快粒子群迭代速度,使用粒子群算法对PID型模糊控制的比例因子进行优化。仿真结果表明,经过粒子群优化的PID型模糊控制实现了打磨力的平稳输出,响应速度提升10%,调节时间缩短14%,系统无超调、无振荡,提高了打磨力的控制精度。     

磁流变阻尼器磁滞补偿控制器设计

针对磁流变阻尼器内部铁磁材料所固有的磁滞非线性,根据反馈磁感应强度的磁滞补偿控制方法,设计了磁滞补偿控制器。以STM32F103ZET6单片机为控制核心,通过设计霍尔传感器的调理电路、脉宽调制(PWM)信号滤波电路、电压放大电路,以及实时化的比例—积分—微分(PID)控制算法和人机交互界面,实现了磁流变阻尼器磁滞补偿控制器的功能。通过实验验证了控制器在窗函数、阶梯函数和半正弦函数等三种不同输入电流条件下的磁滞补偿控制效果。实验结果表明:相比无磁滞补偿控制,在磁滞补偿控制器的作用下,磁流变阻尼器的阻尼通道磁场能较好地跟踪控制电流,验证了磁滞补偿控制器的有效性。     

细菌觅食优化的智能PID控制

传统的PID在控制过程中,尤其针对复杂被控对象易产生振荡和较大的超调,甚至控制系统无法稳定,为了解决这个问题,采用了一种新的基于细菌觅食优化（Bacterial Foraging Optimization,BFO）的智能PID控制方法,针对该算法收敛速度慢的缺陷,对步长及搜索范围做了一定的分析改进。通过与粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）智能PID参数整定控制的仿真结果比较,特别是在系统的动态性能指标以及输入信号的跟踪情况等方面进行对比分析,得出基于BFO智能PID控制的优缺点及有效性。     

基于LSTM的北斗卫星信号识别方法研究

为有效降低和抵御干扰对信号接收与定位的影响,提高导航系统的稳定性和可靠性,设计基于LSTM的北斗卫星信号识别与抗干扰方法,以无失真地利用BDS信号。对北斗卫星真实信源实施信号调制,获取卫星信号调制样式识别算法的输入信号。设计基于LSTM的卫星信号调制样式识别算法,模型为一个传统LSTM网络与CNN网络级联的新型LSTM网络,通过CNN网络能够实施I、Q数据间特征的提取,利用LSTM网络提取数据中时序特征,并对其特征进行融合,实现北斗卫星信号的识别。并设计结合空域抗干扰技术与时域抗干扰技术的空时自适应滤波约束算法,实现北斗卫星信号窄带与宽带干扰的共同抑制,以有效提高识别的效果。实验测试结果表明,设计方法的识别准确率整体较高,最高达到接近90%,抗干扰后输出信干比最高达到78.52dB。     

一种有源加性复合干扰的对抗算法研究

针对雷达有源加性复合干扰对抗的情况,传统的抗干扰算法只针对单一样式干扰进行抑制,很难做到有效权衡;由于有源复合干扰噪声功率高、欺骗性强的特点,为此提出了一种基于相位扰动的有源加性复合干扰对抗算法,该算法在斜变线性调频信号(SV LFM)信号的基础上,先对发射雷达信号的前后沿脉冲附加上一个扰动的相位,再通过与前一脉冲的匹配滤波,限幅处理和逆匹配,最后与当前脉冲进行匹配滤波处理,附加扰动的相位和限幅处理减弱了距离假目标信号的增益,而经过三次匹配滤波的作用,同样有效的削弱了大部分压制性干扰信号的成分,从而恢复出比较纯净的目标回波信号;通过实验仿真手段验证了相位扰动抗干扰算法的有效性,与传统直接匹配滤波的抗干扰算法相比,接收信号的信噪比提升了约25 dB。     

基于PID神经网络的后非线性盲源分离算法

PID神经网络是一种新型的前向神经元网络,它的隐层单元包含比例（P）、积分（1）、微分（D）元,各层神经元个数、连接方式、连接权初值均按PID控制规律的基本原则确定。本文研究了一种新的后非线性盲源分离算法,用最大熵值方法推导了PID神经网络算法的后非线性分离学习公式,该算法可用于线性或后非线性的混叠信号。对输入2个混叠信号时,用单个PI神经网络分离;对输入3个混叠信号时,用单个PID神经网络分离;对输入更多的混叠信号时,可采用多个独立的PID神经网络来分离。仿真结果验证了单个PID神经网络算法,能分离线性或后非线性混叠信号。     

具有定常输入的二阶多智能体系统的平均一致性滤波

本文考察了具有定常输入的二阶多智能体系统平均一致性滤波问题,提出了一种比例-积分一致性滤波算法。在定常输入和固定对称连通拓扑的前提下,根据Routh判据和Nyquist判据分别得到二阶多智能体系统在无时延和相同通信时延约束下渐近收敛一致的收敛条件,且多智能体系统最终一致性状态为定常输入的平均值。最后,通过由5个智能体组成的多智能体系统在连通拓扑结构下的数值仿真,验证了理论结果的正确性。     

基于EPA的PID功能块的设计及实现

本文介绍了EPA功能块基本模型及功能块定义并主要描述了PID功能块在单片机上的设计方案及PID功能块过程控制算法的具体实现,并通过组态软件验证了PID的过程控制算法及抗干扰的功能.     

光声检测系统中的可调谐激光器数字驱动的设计

本设计利用软件PID（比例积分微分）反馈控制算法实现了对激光器驱动电流的精确闭环控制,并通过预设参数方式实现了激光器驱动电流可调的目的。通过对光声信号的优劣分析,证明了基于数字PID的驱动模块有很好的效果。     

嵌入式系统的线性升温控制器设计

针对软化点测试实验过程中对温度的控制要求,提出一种基于嵌入式系统的线性升温控制器设计方案。该方案针对2种不同线性控温要求均采用了以温升速率的变参数PID控制器设计为主的方法,并通过引入温度的长周期积分调节解决了温升曲线全程线性化的问题。该文依据此设计方法并结合沥青软化点测试环境中的控温要求,设计了水温线性控制器实物电路,通过实验进一步验证了该方法的可行性。     

考虑输入饱和的离散最优积分滑模控制

针对含有匹配有界干扰的线性离散系统, 提出一类最优积分滑模控制算法. 在系统开环极点位于单位圆内(上) 的前提下, 考虑输入饱和, 可以实现系统状态的半全局稳定. 该算法是低增益反馈和积分滑模的有益结合, 通过低增益反馈使输入饱和得到满足, 通过滑模控制增强了系统对干扰的鲁棒性; 另外, 该算法可以使特定的性能指标达到最优, 使系统稳态误差达到??(??²) 的量级. 仿真结果验证了所提出算法的有效性.

     

一种碘化反应罐温控系统的实现

该设计主要对某制药厂的药物原料生产环节中一台碘化反应罐温控系统进行改进。此反应罐于2002年投入生产使用,由于使用频率过高,工作环境等原因,导致控温精度低,控温仪表经常出现失灵,没有报警和连锁控制系统。对上述存在问题进行了详细分析。本文给出了一种基于PID算法控制及PID参数自整定的智能温控系统。详细讲述了本设计的A/D转化和PID参数自整定的原理及软件实现。经过改进,已投入生产使用运行稳定。     

饱和输入下四旋翼无人机滑模轨迹跟踪控制

为解决四旋翼无人机在饱和输入下的轨迹跟踪控制问题,同时兼顾系统存在的参数不确定性和外部风力扰动影响,设计了一种改进的抗干扰自适应鲁棒滑模控制方法;基于六自由度架构,设计四旋翼无人机简化的系统模型,进而降低控制器设计的复杂程度;引入带有误差信号的滑模函数,设计带有误差信号的饱和补偿自适应控制律,同时增加鲁棒控制项,降低由于饱和输入问题带来的抖振影响,并减小参数不确定和外部风力扰动对系统稳定性的影响;系统模型与抗干扰自适应控制律相结合,形成了改进的抗干扰自适应鲁棒滑模控制策略,实现四旋翼无人机的位置轨迹和姿态轨迹的稳定跟踪;最后通过数值仿真与传统PD控制算法进行仿真比较,验证控制方法的有效性和优越性。     

异步电机矢量控制系统性能优化及仿真分析

研究异步电机矢量控制系统的性能优化问题.异步电机具有多变量,非线性,强耦合特性.针对控制系统采用经典PID控制器时出现的速度响应慢,超调大,抗干扰性能差,提出了一种采用Anti-Windup控制和扰动观测器控制的复合控制方法,来抑制积分饱和现象,可保证系统出现饱和时,能尽快的退饱和,同时利用扰动观测器对系统的干扰进行估计和补偿.仿真结果表明,改进算法能很好地解决调速系统的超调问题,加快速度响应,同时增强了系统的抗干扰性能,可以使调速系统的性能得以优化.