基于LabVIEW的模糊控制器设计与仿真

以LabVIEW编程软件为基础,介绍了其中控制模块中模糊逻辑工具包(Fuzzy LogicToolkit)中的子程序(VI),并应用其中模糊逻辑控制器设计VI构建模糊控制器的方法。设置隶属度函数,建立模糊控制规则,创建模糊推理关系,实现对模糊控制器设计的具体步骤,并结合电液伺服模糊控制系统实例,利用模糊逻辑(Fuzzy logic)模块及LabVIEW提供的仿真模块(Simulation Module)建立系统仿真框图。通过仿真曲线,分析模糊控制器控制效果及其影响因素,从而大大缩短模糊控制器的设计周期,具有较大的工程实用价值。     

基本模糊控制器控制规则的提取

0 引言 模糊控制系统是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑的规则推理为基础,采用计算机控制技术的数字控制系统.其组成核心是具有智能型的模糊控制器.其方框图如图1所示.     

基于虚拟仪器的同步伺服系统PID模糊控制器设计

双电机直流同步伺服系统是颤振激励系统的驱动单元,控制器作为伺服系统的核心,对整个系统性能的优劣起着非常重要的作用.结合LabVIEW强大的数据采集功能及其PID和Fuzzy logic两个工具箱,基于模糊逻辑推理、分段线性化、同步控制算法开发出一个模糊PID控制器,较好地实现了同步伺服系统的速度跟随、速度同步、位置同步、差动同步功能.     

变论域智能积分控制器设计

结合模糊控制理论,从优化模糊控制器的角度出发,将论域伸缩因子和智能积分结合起来,设计开发了基于可变论域的智能积分模糊控制器。利用LPC2132 ARM嵌入式芯片作为模糊控制器的核心,LabVIEW搭建监测平台。并针对带有纯滞后的温度控制系统给出了仿真结果。仿真结果表明,对于带有纯滞后的系统,变论域智能积分模糊控制器能够很好地改善纯滞后系统的缺点,对于大延迟、时变、非线性的工业过程系统能够很好的控制效果,其控制效果优于常规的模糊控制器,有较高的工程实用价值。     

基于CAFSA-FNN的扭矩加载系统控制研究*

针对磁粉制动器扭矩加载系统的非线性和滞后性,提出了一种基于混沌人工鱼群-模糊神经网络(CAFSA-FNN)PID控制器。该控制器采用基于Mamdani模型的模糊神经网络来整定PID控制器的控制参数,并结合混沌人工鱼群算法离线粗调和BP算法在线细调来学习和调整模糊神经网络的参数。利用Matlab进行离线仿真优化,在此基础上使用PID控制器、模糊神经网络控制器、人工鱼群-模糊神经网络控制器以及本文设计的控制器进行磁粉制动器扭矩加载实验,实验结果证明了该控制器的稳定性、快速性和有效性,能够解决滞后性问题。     

室内机器人及其路径跟踪网络设计

近年来,室内移动机器人的研究和设计成为关注的焦点。我们采用单片机作为机器人的核心控制器,利用超声波传感器、碰撞传感器、步进电机及其控制芯片Ta8435联合制作开发了机器人实验平台。最后介绍了模糊控制、模糊神经网络,并利用模糊控制和模糊神经网络技术对室内机器人导航中的模糊控制避障和模糊神经网络路径跟踪作了MATLAB仿真研究,达到了预期的目的。     

基于 LabVIEW 的气动比例压力控制系统设计*

LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境的简称,是美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台软件,具有简洁图形化编程环境和强大的功能。论文在对PID控制算法进行研究的基础上,使用LabVIEW软件编写程序对气动比例阀进行控制,分别采用传统PID控制算法和模糊PID控制算法对 PID控制器进行调试,发现模糊PID控制器的跟踪精度较高,跟踪滞后和跟踪超调基本消除,跟踪误差明显减小,证明模糊P ID控制算法更适合于气动压力控制系统。     

模糊控制技术新进展

详细介绍了目前智能模糊控制技术的研究现状,并结合研究成果;着重讨论了神经网络辅助设计模糊控制器和遗传算法辅助设计模糊控制器技术的新进展,这两类模糊控制器具有强大的功能和重要的应用价值。     

SCARA机器人自组织模糊聚类神经网络控制器

本文提出了用于SCARA机器人运动控制的自组织模糊聚类神经网络控制器.该控制器基于模糊聚类方法在学习模糊规则之前先优化训练数据,去除冗余数据并解决数据冲突问题,不但减少了神经网络的计算负担,而且生成的规则更加适合机器人运动控制.控制器主要特点是能够动态地自组织结构,学习速度快,鲁棒性强.仿真结果表明控制效果很好.     

一类非线性神经模糊控制系统

针对离散非线性系统,将神经网络和模糊技术有机结合,模糊神经网络与自适应控制方案相结合,设计了一种模糊神经网络自适应控制系统,它由模糊对向传播(FCP)网络辨识器和径向基函数(RBF)神经网络控制器组成,仿真结果表明了该方案的有效性。     

动态查询表模糊控制器的开发与应用

工业过程控制中的被控对象具有非线性、纯滞后、多变量的特性。基于此,在图形化编程语言LabVIEW下开发基于动态查询表的模糊控制器,将合成推理法计算得到的动态查询表应用到NI CFP-2120控制器中,该控制器可以在极端环境中运行嵌入式LabVIEW应用程序,对三级串联水箱液位系统进行实时控制。实验结果表明,该模糊控制器具有无超调、非震荡、稳态误差小等特点,可用于实现LabVIEW下的模糊控制。     

智能型太阳能路灯控制器的研究

针对传统太阳能路灯控制器控制精度不高、抗干扰能力差和成本昂贵等问题,研制了一种智能型太阳能路灯控制器;以DSP芯片为控制核心,结合基于模糊神经网络的MPPT最大功率跟踪算法思想,采用Cuk升降压电路控制实现最大效率地对蓄电池充电,最大输出功率60W;近端/远程上位机监控采用Labview软件编写,实现了近端/远程的太阳能路灯监控,定时记录路灯的监控数据;仿真和实验结果证明该控制器能量转换效率高,实用性强,对进一步推广绿色能源具有重要的实际意义。     

潜艇垂直面运动自适应神经网络模糊控制仿真

神经网络控制和模糊控制技术的广泛应用为潜艇自动舵控制器的设计提供了新的思路.而模糊规则的提取和隶属函数的学习是模糊推理系统设计中重要而困难的问题,自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)结合模糊控制和神经网络控制的优点,基于sugeno模糊模型采用反向传播法和最小二乘法调整模糊推理系统的参数,并自动产生模糊规则.利用方法对潜艇乖直面运动自动舵控制器进行了设计和仿真.从仿真结果来看,自适应神经网络模糊控制器能较好的实现对潜艇垂直面运动的操纵控制,是一种很好的控制方法.     

基于模糊神经网络PID控制器的EEC数字化设计

为实现航空发动机模拟式电子控制器(EEC)的数字化设计,以其低压压气机导流叶片调节通道为主要研究对象,提出一种模糊神经网络PID控制器,将模糊控制、神经网络、PID控制相结合,利用模糊控制专家经验优势和神经网络的自学习、自适应能力,优化PID控制参数,实现控制性能提升。仿真结果显示,基于模糊神经网络的PID控制器控制性能有较大提高,具有比常规神经网络PID控制器更小的超调量和更好的抗干扰性;适用于定常系统和非定常系统,具有更好的自适应性与鲁棒性;可应用于航空发动机模拟式电子控制器(EEC)的数字化设计。     

基于Labview和Matlab的模糊PID温度控制系统研发

文章以LabVIEW图形化编程语言、模糊控制工具箱及PID工具包等为开发平台,设计温度测控系统;利用Matlab Simulink进行仿真实验,并与常规PID的控制效果比较;利用模糊逻辑(fuzzy logic)模块及LabVIEW提供的仿真模块(simulation module)建立系统仿真框图;通过仿真曲线分析模糊PID控制效果及影响因素,动态调整Kp,Ki,Kd的设置,缩短了控制器的设计周期,明显改善系统的稳态性能以及稳态响应,具有较大的工程实用价值。     

LabVIEW与Matlab混合编程的过程控制应用

LabVIEW是一个虚拟仪器开发平台软件,可利用它方便快速地建立用户自己的应用程序,并进行工业过程的计算机测量和控制.但对于较复杂的先进控制算法的应用,则需要用LabVIEW与Matlab语言混合编程,充分发挥各自的优势.针对CSTR(连续搅拌反应器)酸碱中和反应的pH值控制系统,建立了LabVIEW仿真界面及程序,实现了pH值的动态过程仿真和小波神经网络预测控制仿真,实验结果表明了该方案的实用性,若配置好硬件资源和DAQ设备,则该控制器可以实现pH值实时控制.     

模糊神经网络控制器及其在航天器姿态控制系统中的应用研究

在航天器姿态控制领域，模糊控制技术作为一种辅助控制方法得到越来越多的关注。本文提出了一种基于模糊聚类算法和分布式模糊神经网络的模糊神经网络控制器，并将其用于某型尖急量地大回路姿态控制系统之中。仿真研究表明，这种模糊神经网络控制器能够有效地从样本数据提取信息实现分区域控制，并且具有较强的鲁棒性，该方法具有较为满意的控制效果。     

基于PLC的模糊神经网络算法的工程应用

模糊神经网络控制器是由模糊控制和神经网络相结合构成,它不依赖被控对象的数学模型,并能自动产生模糊控制规则。将模糊神经网络控制器应用于锅炉燃烧器控制器的设计中。结果表明,使用这种控制器可以取得良好的控制效果。     

无刷直流电机的模糊神经网络控制设计

在无刷直流电机(BLDCM)的控制上,传统PID等控制方法存在或多或少的不足.在模糊PID控制的基础上提出了一种模糊神经网络PI控制器的设计方法.该方法结合了模糊逻辑与神经网络,使得模糊控制器模拟了人的控制功能,不仅对环境变化有较强的适应能力,还拥有自学习能力.相比模糊PID控制,其具有计算量小、稳定性强等特点.对BLDCM进行建模与分析;在BLDCM数学模型的基础上,分别设计模糊PID控制器和模糊神经网络PI控制器;对设计的控制器进行仿真验证并分析.实验结果表明,模糊神经网络PI控制具有跟踪性能好、超调小、响应快、脉动小等优点,其动静态特性均优于模糊PID控制.     

基于LabVIEW的智能控制器自动测试系统的研制

控制器是智能型万能式断路器的重要组成部件,需进行出厂检验合格后方能出厂。研究了采用计算机、数据采集卡等硬件和在LabVIEW虚拟仪器平台上开发的软件构成一套完整的、全自动的CW系列智能控制器测试系统,实现对控制器的保护动作特性、负载监控等功能进行自动检测。从硬件特别是软件功能方面对测试系统的实现方法及功能进行了详细的介绍。