基于模糊PID的磁悬浮球控制系统研究

针对磁悬浮球系统的本质不稳定性,设计模糊PID算法实现系统的稳定控制,并使之动态性能及稳态性能满足要求;文中首先分析了磁悬浮球系统的基本原理,并进行力学分析,建立系统的数学模型,并对其中的非线性部分进行了平衡点处的线性化,而后采用用PID控制设计,PID可以实现系统的稳定控制,且控制精度较高,但对于动态性能的改善不足,且当模型中的参数改变时,PID参数的适应性较差;因此在PID参数的基础上,采用模糊PID控制,使得系统既可以满足三性要求,又可以使其具有参数变化的适应能力。     

基于助老机器人的驱动电机控制算法研究

传统PID控制算法可靠性高、控制精度高、算法简单,但只对能够建立精确数学模型的控制系统有更好的控制作用。模糊自整定PID控制算法是结合传统PID控制和现代控制理论中模糊控制优点的一种现代控制算法。基于此,在结合PID控制算法的基础上进行改进,采用模糊自适应PID控制算法,并利用MATLAB进行仿真。结果表明,该算法提高了助老机器人控制系统的准确鲁棒性和抗干扰性能。     

基于单神经元PID控制的直流无刷电机调速系统的建模与仿真

采用单神经元PID控制器的调速系统具有更好的动态性能和启动性能。针对直流无刷电机调速系统,采用了一种基于改进的单神经元PID控制算法,用MATLAB／Simulink仿真工具对调速系统进行了建模,矛对控制算法进行了仿真分析。仿真结果表明,使用该算法对直流无刷电机进行调速控制具有较高的可行性。与传统的PID控莉算法相比,新算法具有更好的鲁棒性,且易于实现。     

非线性系统的模糊免疫PSD控制与仿真

针对模糊免疫PID控制算法中微分与积分增益不能根据系统特性自动调整的问题,提出了一种模糊免疫PSD(Proportional Summation Derivative)控制算法。该方法将自适应PSD算法与模糊免疫PID算法相结合,利用自适应PSD控制算法根据过程误差的几何特性建立的PSD控制规律,使得模糊免疫PID控制算法中的微分和积分增益可以随比例增益的变化而自适应调整,从而进一步提高控制算法的自适应性能。仿真实验表明,采用该算法可以提高非线性、时变系统的控制性能,并能减少参数调整的工作量。     

可变参数模糊PID控制算法的MATLAB实现

PID控制是一种应用广泛的控制算法,通过模糊控制推理产生其不易在线调整的Kp、Ki、Kd关键参数从而提高其性能。本文分析了两种控制过程的一些基本情况,提出可变参数模糊PID控制算法,介绍了MATLAB中实现该算法的相关函数,在MATLAB开发环境中实现了该算法编程,给出了部分源代码,并对实例系统的仿真结果进行了探讨。     

主动磁悬浮轴承的神经网络自适应稳定性控制

针对主动磁悬浮轴承本质非线性和开环不稳定的系统特征,设计了一种BP神经网络自适应PID控制器。该控制器采用改进的BP神经网络PID控制算法,通过BP神经网络的自学习和权值调整寻找最优的PID参数,克服了常规PID控制参数整定困难的缺陷,实现了系统的自适应控制。通过MATLAB/Simulink环境和S-Function模块建立了主动磁悬浮轴承控制系统模型,并进行了系统仿真实验,结果表明,BP神经网络自适应PID控制系统响应速度更快,具有更好的动态性能和稳态性能。     

主动磁悬浮系统的变论域自适应模糊PID控制

针对主动磁悬浮轴承系统具有强非线性、强耦合、模型不确定等特点,提出了一种变论域自适应模糊PID算法;该方法通过选择合适的伸缩因子,避免了传统模糊PID控制中出现规则爆炸的问题;同时针对传统伸缩因子的函数结构和参数难以确定的特点,设计了基于模糊规则的论域伸缩因子;在SIMULINK环境中对主动磁悬浮轴承系统进行仿真,仿真结果表明,变论域模糊PID算法控制的主动磁悬浮系统具有更好的动静态性能,对外界干扰具有更强的鲁棒性.     

基于模糊PID主从式方法的多电机同步控制

通过对多电机同步控制结构和控制策略的传统PID控制算法与模糊PID控制算法的分析,提出了模糊PID主从式同步控制方法,并通过MATLAB/Simulink进行建模仿真。仿真结果表明,与传统PID同步控制算法相比,采用模糊PID主从式同步控制方法具有更好的同步性能表现,并能够有效地改善系统的稳定性和动态性能,而且具有良好的鲁棒性。     

时变滞后系统的一种自校正PID控制

对时变滞后系统提出了一种自补偿PID控制算法和对积分系数KI进行自校正的算法，经MATLAB仿真验证，该算法具有良好的控制品质，适合对象参数大范围变化的时滞系统，且易于工程实现。     

混合模糊PID控制器在伺服控制系统中的应用

在分析了直流无刷电机伺服控制系统的基础上,提出了一种混合模糊PID跟踪控制器模型.该模糊PID控制器由3个并行的次模糊控制器组成,应用模糊算法在线自动整定PID参数;并利用Matlab/simulink建立仿真模型对模糊推理控制算法进行验证.仿真结果表明,混合模糊PID控制器的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的伺服控制系统具有借鉴意义.     

模糊控制在磁悬浮球系统实时控制中的应用

在磁悬浮球系统中采用PID控制时,动态性能较差,控制效果不理想.为了获得控制效果较好的控制器,根据模糊控制原理,设计磁悬浮模糊控制器.根据PID实时控制中的经验,确定模糊控制器的输入输出变量模糊化范围,建立合理的模糊规则表.在Matlab/Simulink中组建实时控制模块,并分别对磁悬浮球系统在无干扰和有干扰下进行实时控制.对控制效果进行分析讨论,证明模糊控制器具有良好的鲁棒性和在非线性系统控制中的有效性.     

基于MATLAR的磁悬浮球系统PID控制器设计与实现

介绍了磁悬浮球系统的结构和工作原理,建立了磁悬浮系统的数学模型并进行线性化处理;设计PID控制器,在Simulink环境下搭建控制系统的模型进行仿真研究,并在固高GML1001系列磁悬浮装置上进行实时控制实验。实验结果表明,采用PID控制,能使钢球快速地悬浮在期望位置,并且有一定的抗干扰能力。     

基于双霍尔传感器的磁性小球悬浮控制系统研究

本文设计并实现了一种基于双线性霍尔传感器结构的磁性小球悬浮控制系统,在电磁驱动器底端及顶端中心位置各同向布置一个线性霍尔传感器,通过传感器信号调理电路,将两路传感器的输出信号作减法处理,消除了电磁驱动器磁场对传感器输出信号的影响。试验表明,磁性小球到电磁驱动器底端距离为16.46~42.46 mm时,调理电路输出电压值与磁性小球到电磁驱动器底端距离的负三次方成正比。基于PID控制策略,设计了一个磁性小球悬浮控制系统,选取合适的PID控制器参数,试验表明,系统的超调量和响应速度能够符合设计要求,磁性小球实现了在25 mm位置处的稳定磁悬浮,系统的位置控制精度达到±0.125 mm。     

磁悬浮球旋转控制系统

磁悬浮球是磁悬浮列车，磁悬浮轴承，磁悬浮飞轮储能系统，磁悬浮发射等一切磁悬浮研究的基础。同时也是闭环和非线性控制研究很好的平台。本文在分析磁悬浮球控制原理的基础上得出其悬浮、旋转数学模型，给出了使其悬浮、旋转的控制方案和仿真、实验结果。     

基于CAN总线磁悬浮球系统分布式控制设计与实现

选用国际上应用最广泛的现场总线之一—CAN总线,对磁悬浮球控制系统进行分布式控制,设计并实现了CAN总线磁悬浮球控制系统。首先,对磁悬浮球控制系统进行了详细分析,确定了系统的总线型网络拓扑结构。在该网络结构下,进行软硬件设计。硬件设计工作主要是设计一个通用CAN节点的设计,使其能够完成模拟量的精确快速采样、高精度输出以及开关量的控制三大功能。软件设计包括两部分:CAN节点中基于ARM的软件设计和PC端监控软件的设计。     

磁悬浮球模糊控制系统的研究

本文介绍了磁悬浮球控制系统的结构及工作原理,提出利用模糊控制技术实现钢球稳定悬浮的算法,并通过实验设计了实用的模糊控制器。     

H∞ Control and Sliding Mode Control of Magnetic Levitation System

In this paper, H∞ disturbance attenuation control and sliding mode disturbance estimation and compensation control of a magnetic levitation system are studied. A magnetic levitation apparatus is established, and its model is measured. Then the system model is feedback linearized. A H∞ controller is then designed. For comparison, a sliding mode controller and a PID controller also were designed. Some experiments were performed to compare the performance of the H∞ controller, the sliding mode controller and the PID controller.     

磁悬浮无轴承电机悬浮力PID控制

阐述了磁悬浮无轴承电机悬浮原理,分析了转子上所受的作用力,根据径向单边磁拉力所起作用为正反馈所导致的系统被控对象不稳定这一特点,设计了相应的PID调节器;利用MATLAB/Simulink对系统动态过程进行了仿真后,基于TMS320LF2407采用增量式PID算法设计了DSP程序,程序运行后经比较与用MATLAB编写的验证程序结果完全一致;设计出的系统在响应速度、调整时间和稳定性方面完全满足要求,达到了良好的效果,具有较强的实际意义。     

无轴承扰动补偿悬浮系统的稳定性分析与验证

目前, 无轴承磁悬浮系统多采用PID等经典控制策略, 然而由于外界扰动、参数摄动等诸多原因, 难以实现高性能的悬浮控制. 本文针对上述问题, 通过在传统PID悬浮控制系统中增加扩张状态观测器, 对悬浮力扰动进行实时补偿, 从而建立基于扩张状态观测器的无轴承悬浮控制系统. 其中, 根据扩张状态观测器对综合扰动进行观测的基本原理, 构建了系统数学模型, 并对其稳定性进行了分析. 在此基础上, 对观测器参数调节的选取原则和稳定域的参考范围进行了理论分析, 从而提出了一套无轴承悬浮控制系统参数整定方案. 此外, 本文还结合模型中主要参数的物理意义, 进一步完善了非线性扩张状态观测器参数的设定原则. 最后, 通过仿真验证了扩张状态观测器对无轴承悬浮系统扰动抑制的作用, 以及所述参数整定方案的正确性.