一种自适应模糊PID控制器应用仿真

研究了一种误差驱动型自适应模糊PID控制器在二阶时滞系统中的应用。选择系统的稳态误差和误差变化率为PID参数自适应模糊调整的前件变量,将前件变量模糊化为7个论域期间,建立了PID参数调整的模糊规则表,查表得PID参数的后件参数,采用极大值反模糊化规则得到具体PID控制参数。仿真结果表明采用该控制器后系统的调节时间大大缩短,控制效果令人满意。     

一类模糊PID控制器的设计与分析

通过介绍一类模糊比例积分微分（Proportional Integral Differential，PID）控制器的设计方法，分析比较其在不同系统模型下与单纯模糊控制器、常规PID控制器的控制效果，从而证明其不仅能够适应系统参数的变化，保持系统响应曲线好的动态特性，而且又能够消除系统的稳态误差，达到较好的静态特性。     

一种双模糊控制器的设计实现

在工程实际中,很多被控对象具有时变、非线性的特点,用常规的控制方法难以进行控制或者控制效果不好,为了对这类实际系统进行有效地控制,本文基于模糊控制器的基础上,设计实现了一种双模糊控制器,根据实际系统输出信号的误差大小利用两个模糊控制器分别进行控制,以改善系统的快速性和消除误差。从仿真结果来看,和常规PID控制及普通模糊控制相比,双模糊控制器有效地减小了系统稳态误差,响应时间、超调量、稳定时间等性能均优于传统的PID控制和模糊控制。     

基于双模糊控制器的水箱液位控制

针对工业锅炉自动控制系统中的水箱系统液位控制问题,提出基于模糊控制器的基础上,设计实现一种双模糊控制器。根据输出信号的误差大小分别利用两个模糊控制器进行控制,控制结果传递给调节器,以实现水箱水位不变。从仿真结果来看,双模糊控制器有效地减小了系统稳态误差,响应时间、超调量、稳定时间等性能优于传统的PID控制。     

模糊PID控制器在航空可见红外相机伺服系统中的应用

本文针对航空可见红外相机的位置伺服系统,设计了一种混合型模糊PID控制器.该控制器将二维模糊控制器和常规的PI控制器相结合,根据位置误差的不同,选择不同的控制策略,使位置伺服系统具有动态响应快及稳态误差小的特点,与传统的超前一滞后校正网络的仿真比较表明,所设计的混合型模糊PID控制器能够显著提高位置伺服系统的动态和静态性能,并可广泛应用于红外可见光相机系统.     

基于模糊自适应PID的炉温控制系统设计

电锅炉已成为寒冷地区供热采暖的主要设备,对于新疆地区尤为重要.电锅炉的温度控制系统由于存在非线性、滞后性以及时变性等特点,常规的PID控制器很难达到较好的控制效果.考虑到模糊控制能对复杂的非线性、时变系统进行很好的控制,但无法消除静态误差的特点,本设计将模糊控制和常规的PID控制相结合,提出一种模糊自适应PID控制器的新方法.并对电锅炉温度控制系统进行了抗扰动的仿真试验,结果表明,和常规的PID控制器及模糊PID复合控制器相比,模糊自适应PID控制改善了系统的动态性能和鲁棒性,达到了较好的控制效果.     

空间组网光通信粗跟踪系统的模型预测控制

针对一对多组网光通信粗跟踪伺服控制系统,通过解析法和正弦扫频辨识建立了粗跟踪系统的模型,然后依据数学模型设计了模型预测控制器(MPC),进行了与比例-积分-微分(PID)控制器的对照实验。实验结果表明MPC控制器能以10μrad的误差跟踪0.1 Hz的正弦信号,跟踪精度是PID控制器的两倍。在叠加了50 Hz,幅值1.8 m随机噪声的情况下,MPC控制器的最大稳态跟踪误差为55μrad,只有PID控制器最大稳态跟踪误差的一半。并且在运动平台的粗跟踪实验中,MPC控制器的稳态误差最大为15μrad,PID控制器的稳态误差最大为25μrad。表明MPC控制器可以有效提高一对多光通信粗跟踪控制效果。     

基于PLECS的Buck变换器模糊PID控制

根据Buck变换器的基本原理,由PLECS建立Buck变换器本体模型,再由Simulink工具建立模糊PID控制器,两者无缝连接。其中在大偏差范围内采用PD模糊控制器以提高其动态响应速度,而在小偏差范围内转换成PID控制,以提高其稳态精度。仿真结果表明了模糊PID控制的优越性,实现了模拟电路与数字控制的有效结合。     

基于模糊PID的光刻机同步扫描控制

基于模糊PID控制理论,介绍了步进扫描光刻机中工件台同步扫描的控制方法,并简要介绍了相关的控制理论基础知识,详细阐述了模糊控制器的制作过程和模糊规则的制定方法。另外针对同步扫描控制的难点,简要介绍了步进扫描光刻机的同步扫描过程,而且建立了同步运动的执行器直线电机的仿真模型。采用模糊PID理论对同步扫描系统进行控制策略研究,仿真实验表明,硅片台稳态误差及掩膜台稳态误差能够快速衰减达到稳定状态,而同步误差的精度也能达到微米级别。这种方案具有较好的动态特性及鲁棒性,同步误差较小,有望满足高精度同步扫描的要求。     

BUCK变换器的模糊滑模积分控制

由于BUCK变换器的非线性,多用模糊滑模对其控制,但传统模糊滑模控制器输出存在稳态误差,且滑模控制结构切换过快造成开关管损耗增加。基于此,在模糊滑模控制的基础上引入积分环节。滑模控制器输出控制率,模糊控制器柔化滑模控制器输出,削弱系统抖振;积分环节对模糊控制器输出和滑模控制器切换项输出之差进行积分,减小模糊滑模控制器输出的稳态误差,并使开关频率固定化,降低开关管损耗。仿真及实验结果表明,引入积分环节的模糊滑模控制器稳态误差降低,开关管开关频率固定,系统损耗得到有效降低。     

Kinematics control of a pneumatic system by hybrid fuzzy PID

In a pneumatic system, normally, the piston can stop at only two terminal endpoints. In order to extend the capabilities of the system, this research is conducted to develop a kinematics control-based pneumatic system. Both position and velocity of the pneumatic piston are controlled in such a way that the controlled piston is able to move with the specified velocity to the target position. A hybrid of fuzzy and proportional-plus-integral-plus-derivative (PID) control algorithm is proposed in this paper as the solution. The control algorithm is separated into two parts: fuzzy control and PID control. The fuzzy controller is used to control the piston when the piston locates far away from the target position whereas the PID controller is applied when the piston is near the desired position. The development starts with designing of a position sensor to detect position information of the piston. The sensor-manipulating circuit consisting of potentiometer, inverting amplifier, summing amplifier, low-pass filter and analog-to-digital converter is then designed and realized. Next, the proposed hybrid of fuzzy and PID control is implemented and programmed on the microprocessor. In order to test performance of the system, settling time and steady-state error of five control algorithms – proportional (P) control, proportional-plus-integral (PI) control, proportional-plus-derivative (PD) control, PID control, and hybrid of fuzzy and PID control – are investigated. The results from the experiments show that the proposed hybrid of fuzzy and PID control gives the most satisfied settling time and steady-state error.     

基于模糊自整定PID的汽轮机数字电液控制系统

基于模糊控制技术和汽轮机DEH系统的数学模型,将模糊自整定理论应用于汽轮机DEH系统,设计了一种适用于汽轮机数字电液控制系统的模糊自整定PID控制器。他利用偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入,并制定了模糊规则进行控制,实现PID参数的实时自整定,从而改善汽轮机调节系统的控制特性。仿真结果和分析表明在调节稳定性,超调量和自整定PID参数等方面,模糊自整定PID控制算法均优于传统PID控制算法。     

基于模糊控制的感应电机直接转矩控制系统

根据直接转矩控制理论,在Matlab 6.5/Simulink下构造了一个感应电机直接转矩控制系统的仿真模型。为改善感应电机系统的动、静态品质,设计了模糊自适应PI速度调节器,根据速度偏差与偏差变化率,通过模糊推理在线调整PI参数,提高系统的调速性能。仿真结果表明,这种模糊控制器具有比常规PID控制器更好的控制效果。     

Research on fuzzy self-adaptive PI-Smith control in long time-delay system

The long time-delay often exists in industrial process.In order to overcome the big overshoot and long regulating time of the long time-delay system control,a new fuzzy self-adaptive PI-Smith control method is proposed.This method combines the Smith predictive control with fuzzy self-adaptive proportional-integral(PI)control.The traditional proportional-integral-derivative(PID)controller in Smith predictive control is replaced by fuzzy PI controller which utilizes the principle of fuzzy control to tune parameters of PI controller on-line.The results of simulation for electric furnace show that the method has the advantages of shortening regulating time,no overshoot,no steady-state error,excellent control accuracy,and good adaptive ability to the change of system model.     

A fuzzy sliding controller for nonlinear systems

It is well known that sliding-mode control can give good transient performance and system robustness. However, the presence of chattering may introduce problems to the actuators. Many chattering elimination methods use a finite DC gain controller which leads to a finite steady-state error. One method to ensure zero steady-state error is using a proportional plus integral (PI) controller. This paper proposes a fuzzy logic controller which combines a sliding-mode controller (SMC) and a PI controller. The advantages of the SMC and the PI controller can be combined and their disadvantages can be removed. The system stability is proved, although there is one more state variable to be considered in the PI subsystem. An illustrative example shows that good transient and steady-state responses can be obtained by applying the proposed controller     

自调整模糊控制器在永磁同步电机矢量控制中的应用

模糊控制器对系统模型依赖程度低,性能优异,已经在许多场合得到了应用。传统的永磁同步电机矢量控制系统采用PI控制,在电机参数变化或负载波动较大时性能不佳。针对这一问题,本文设计了一种基于量化因子和比例因子自调整的自适应模糊控制器。仿真结果表明,与传统PI和基本模糊控制器相比,这种参数自调整模糊控制器能使系统具有更好的抗扰性和更优良的稳态性能。     

改进的电动钻机柴油发电机组调速系统研究

针对传统电动钻机柴油发电机组调速系统,在不同工况下由于模型参数变化而引起的新的控制问题,设计了一个基于模糊控制与PI调节相结合的调速系统。该系统主要利用了模糊控制对被控对象非线性和时变性有很强适应能力的特点,在转速误差较大时进行模糊控制,当系统调节到稳定状态附近时进行PI调节。仿真实验结果表明该系统比传统PID控制和模糊控制在控制精度、稳定性方面都有很大提升。