节能型恒温恒湿空调机组的解耦控制研究

针对恒温恒湿空调运行的高能耗问题,设计了一种节能型恒温恒湿机组,机组结合了冷凝热回收装置-变容量系统等节能手段。本文针对恒温恒湿空调系统控制回路中温湿度之间的耦合作用,设计前馈补偿解耦器解除温湿度控制回路间的耦合关系,并用Matlab进行解耦仿真。结果表明加入解耦器后达到了解耦的控制效果,为温湿度控制提供了一种行之有效的方法。     

基于多自由度气动机械手位置伺服系统稳定性控制研究

基于传统易碎薄板机械手位置伺服控制系统稳定性低、自动化分拣效率低等不足,设计了一种基于笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统。首先,设计并介绍笛卡尔坐标式码垛机械手的基本组成结构,对机械手末端吸盘气动回路控制系统进行设计和分析;然后分别对机械手X、Y、Z三个方向的伺服电机控制原理进行分析并设计了一种位置伺服系统的前馈自适应控制算法;最后,将传统位置闭环PID算法和前馈自适应控制算法进行位置跟踪稳定性对比试验。实验结果表明该笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统设计合理,满足实际生产要求。     

基于模糊PID控制技术的智能空调系统建模仿真研究

针对常规PID变风量空调系统存在的大滞后、多参量、非线性、时变波动、以及难以建立精确的数学模型等缺点,将模糊控制技术与常规PID技术相结合形成具有自适应自整定调节能力的VAV变风量模糊PID控制空调系统,建立了VAV变风量空调系统模糊PID控制模型,以VAV末端调风阀门开度和房间湿度作为控制对象,利用M ATLAB进行了建模仿真实验。实验表明,模糊PID控制技术可以有效提高空调系统的动静态调节性能和系统稳态调节准确度,从而使空调系统模糊PID控制器的综合调节性能有了很大改善,具有非常良好的调节控制效果。     

基于二自由度PID前馈解耦的恒温恒湿控制系统设计

设计一种基于二自由度PID前馈解耦的恒温恒湿控制系统,利用阶跃响应实验测得系统响应曲线,结合机理法搭建数学模型,设计解耦环节,把多变量耦合控制系统处理为多回路互不干扰的单变量控制系统,使用二自由度PID控制器,调节PID参数,使外部干扰响应性能最优,目标值滤波器处理温湿度设定值,使目标值响应性能也达到最优.仿真结果表明,该控制系统减小了温度和相对湿度的互相干扰,保证了温湿度值平稳不抖动.     

变风量中央空调系统控制回路设计

本文详细阐述了变风量空调系统的结构原理、功能特性;针对实际的中央空调系统,介绍了集散控制的控制回路设计;并以其中的一个控制回路为例,介绍了常用的PID控制方法;实现了对系统的模糊控制.     

液压机多缸同步系统的建模与解耦控制

针对巨型液压机多缸驱动系统存在的高精度同步运行控制问题,分析作用在活动横梁上各种力矩的变化规律及相互影响,建立以活动横梁为中心的多变量耦合系统模型;并设计了一种基于极点配置的动态解耦控制器,使强耦合系统简化为两个简单的单回路系统,此法大大地简化了复杂控制器的设计,在各单回路加经典PID控制器,通过仿真和实验表明,该控制策略可以有效实现对多缸运动系统的同步控制.对复杂多回路耦合系统的控制具有重要的参考价值.     

多变量耦合系统PID神经网络控制方法研究

多变量系统内部的耦合性以及对象参数的复杂性,给控制系统的设计带来了一系列的问题。传统控制方法无法对其进行精确解耦,导致系统控制精度较低。本文构建一种基于遗传算法优化的PID神经网络解耦控制器。该方法利用PID优良的动态控制特性和神经元网络非线性表达能力对多变量耦合系统进行解耦,在神经网络权值修正算法中增加动量项,提高网络学习效率,并采用遗传算法优化初始权值,克服了PID神经网络权值学习过程中易陷入局部最优值的缺点,提高了控制精度。仿真结果表明:优化后的PID神经网络具有较高的稳态精度和较快的响应速度,能够实现解耦控制。     

改进的预估模糊PID串级吸收塔pH值控制仿真研究

针对燃煤电厂湿法烟气脱硫吸收塔浆液pH值控制过程中存在的高度非线性、时滞性、耦合性及各种不确定性,提出了一种基于预估模糊自适应PID的前馈-反馈串级控制方案。根据化学反应机理及物料守恒原理建立了石灰石浆液流量前馈计算模型,以获得扰动补偿量,提高系统的快速性和稳定性。主回路中采用改进的Smith预估控制器,实现了对纯延迟的补偿,系统主控制器采用模糊自适应PID控制器,以增强系统实时工况应变能力。仿真结果表明,流量前馈计算模型能有效抑制入口烟气量等扰动的影响,模糊自适应PID控制器提高了pH值控制系统的稳定性,增强了系统的鲁棒性和适应性,具有较好的动、静态性能。     

基于变排量压缩机的车载空调系统温度控制策略

通过分析车载空调温控系统的研究现状和面临的工艺问题,根据对系统的快速性、舒适度和稳定性的要求,设计了一种基于前馈解耦补偿的抗饱和PI控制器的温度控制策略,并利用LMS公司的AMESim软件完成了对控制器的设计。在分析系统模型的特点的基础上,建立控制系统的模型,并对控制系统进行仿真实验。通过加入车速变化的模拟仿真,验证了系统的稳定性;通过车速和设定温度两种干扰同时变化的模拟仿真,验证了系统良好的温度跟踪性能。     

惯性稳定平台自适应前馈控制

结合反馈控制提出了一种自适应前馈控制方法来提高惯性稳定平台稳定控制的指令跟踪性能。应用子空间辨识算法,由输入输出数据辨识稳定平台动态模型的状态空间描述;采用频域回路成型方法设计反馈回路控制器,用于抑制外部扰动。应用递推最小二乘(RLS)自适应滤波器构建反馈控制回路逆模型,构造指令信号的全通特性,提高指令跟踪能力。针对不同的指令信号进行跟踪实验,验证了自适应前馈控制方法的有效性。实验结果表明:提出的自适应前馈方法对阶跃指令响应快,超调量可由反馈控制的30%降低至4.5%,对30 Hz正弦信号的响应幅值无衰减,相位滞后由反馈控制的90°降低至54°。得到的结果显著提高了系统的暂态性能,控制性能优于单独的反馈控制回路。     

液压调速系统遗传算法优化前馈-反馈PID控制

针对搭载液压机械无级变速器的非道路车辆在复杂工作环境下容易引起液压调速系统输出转速波动剧烈、稳定性下降等问题,提出一种基于液压调速系统的遗传算法优化前馈-反馈+PID转速复合控制方法。以系统输出转速平稳恒定为控制目标,将未加控制时的马达转速分别与PID控制以及遗传算法优化前、后的前馈-反馈PID控制下的马达转速进行比较。仿真结果表明,遗传算法优化前馈-反馈PID控制使系统达到稳定状态时的超调量减少38.7%,调节时间减少3.5 s,提高了系统的抗负载干扰能力和转速控制性能。     

汽车电泳涂装输送用混联机构的分数阶PIλDu控制

针对一种新型汽车电泳涂装输送用混联机构,基于机构结构特点,分别采用单回路控制策略对混联机构的各条支路进行独立控制。由于机构在实际的运动过程中,各支路间存在耦合关系,会引起系统的不稳定。因此,为了解决输送机构各支路间耦合作用,提高控制系统在高速度、高加速度的情况的控制精度,提出了一种分数阶+前馈补偿控制策略对输送机构的各支路进行独立控制,并通过建立动力学模型和定义的耦合强度系数,进一步分析得出各支路之间存在耦合作用,采用前馈补偿的方式消除耦合作用的影响。然后,利用遗传算法对所提出的分数阶控制器进行参数优化。最后利用MATLAB软件分别对分数阶控制+前馈补偿和经典PID控制+前馈补偿进行仿真比较,结果表明分数阶控制+前馈补偿控制有着良好的跟踪性能,对外部的随机干扰具有较好的鲁棒性,且系统稳态误差较小,满足系统高性能控制要求。     

薄圆盘形转子5自由度磁悬浮轴承系统研究

本文研制了一种新型的薄圆盘形转子5自由度磁悬浮轴承系统,介绍了其基本结构和工作原理,计算推导了此系统的数学模型,得到了5个自由度之间的耦合情况,主要有惯性耦合和陀螺效应耦合,并求出了此系统数学模型的状态方程,由状态方程可知此系统是可以控制的,为盘类转子磁悬浮轴承系统的设计提供了参考。采用经典PID分散控制策略对系统进行了实验研究,给出了PID控制的实验波形。实验结果表明此耦合系统强制解耦后采用经典PID分散控制能够使5个自由度同时稳定悬浮。     

AFC在超精密加工中的谐波干扰控制研究

为了提高微阵列表面自由曲面的超精密加工应用中的跟踪精度和抗干扰性,对周期性谐波扰动信号的观测结果作出实时估计和补偿,设计了一种自适应前馈误差消除(AFC)控制器。首先,分析了傅立叶级数的正弦和余弦信号组成影响系统的周期性谐波扰动信号。其次,详细地推导了自适应前馈误差消除算法,得出传递函数。然后,以自适应前馈误差消除控制器作为前馈控制器,应用PID作为反馈控制器,设计了复合控制器,并解释了工作流程。最后,数字仿真实验显示,自适应前馈误差消除控制具有较好的控制效果。     

基于改进遗传算法的气体混合控制系统的设计与仿真

针对传统气体混合存在精度低、混合时间长等问题,研究了以质量流量控制器为主的气体混合系统,设计了改进遗传算法整定PID参数的控制系统。利用模式识别建立了系统数学模型,针对标准遗传算法的缺陷,设计了一种改进比例选择算子并提出自适应法调整交叉、变异概率。进行仿真实验验证改进遗传算法优化PID控制系统的控制性能。实验结果表明,相比标准遗传算法和Z-N法优化PID,基于改进遗传算法优化PID控制系统具有更高的控制精度以及更快的混合时间。     

蒸馏水机控制算法的设计与仿真

为实现对蒸馏水机的较优控制,采用简化解耦设计方法,对蒸馏水机控制系统进行解耦后,设计出一种不依赖精确的数学模型又适合于耦合紧密的非线性系统控制用Fuzzy-PID控制器.采用在线实时模糊自整定PID控制策略,运用模糊推理方法实现对PID的3个参数的最佳调整.用模糊控制方法对PID参数进行模糊自校正,很好地改善了模糊控制器的稳态性能.实验和仿真研究验证,该方法可以大大提高响应速度;使系统稳态误差减小10%;超调量降低20%.     

开式泵控非对称缸负载容腔独立控制耦合特性

为解决闭式泵控非对称缸系统的流量不对称的问题,设计了开式泵控非对称缸负载容腔独立控制系统,并针对其非对称缸两腔采用不同控制算法时的参数耦合问题进行研究。以位置-压力组合控制为例,建立该系统数学模型并分析其耦合特性,进而提出位置前馈补偿解耦方法。基于600kN开式泵控油压机实验平台,验证其耦合及解耦特性。结果表明：在位置正弦扰动下,当频率分别为1Hz、1.25Hz时,位置前馈补偿算法对其耦合作用的抑制率分别为16.4%和14.8%。     

太阳能电池板固化温湿控制系统的设计与实现

太阳能电池板经层压、组框后的固化是电池板生产制作为成品前的最后一个重要环节。固化室对温湿度的恒定有着特殊的要求,而温湿度控制系统具有非线性、强耦合、多干扰和时变性等特点。由于无法获得系统的精确数学模型,传统控制方法很难实现较好的控制效果。将自适应DMC解耦算法应用到太阳能板固化系统中,通过前馈补偿措施设计了自适应解耦算法,实现对不同工况下温湿耦合参数的自动调整。经现场测定实验,检验了此系统方案的正确性。     

基于AMESim的车辆悬架减震系统优化与仿真

以提高车辆的减震性能、维持车辆行驶的稳定性为目标,提出一种具有PID反馈环节的自适应车辆减震控制系统。阐述车辆减震系统的基本结构,构建减震系统的数学模型。以单神经网络算法为基础,完成PID控制环节的优化设计。利用AMESim建立具有PID控制环节的自适应控制系统仿真模型,并进行仿真实验。结果证明：PID控制系统提高了车辆悬架减震系统的减震效果与稳定性。     

双容水箱液位解耦控制系统的设计

针对双容液位系统关联和耦合问题,采用前馈补偿解耦控制完成静态解耦控制方案,并将解耦方案在计算机中通过编程实现,从而实现双容液位系统的解耦控制。实验结果表明,应用前馈补偿解耦方案控制效果良好,解决双容液位系统的相互关联及耦合,满足系统的控制要求。