PID控制在冶金及热处理中的应用

冶金及热处理工艺过程的控制是现代机械工业制造的关键技术,PID控制技术以其结构简单、无需建立数学模型、稳定性好等优点引起了人们的广泛关注.本文综述了各种PID控制技术在冶金及热处理中的应用进展,并展望了冶金及热处理行业控制技术的发展趋势.     

垃圾焚烧过程智能集成控制

针对垃圾焚烧炉的燃烧过程是强耦合的多输入多输出非线性系统,提出一种垃圾焚烧过程的智能集成控制方法。根据蒸汽负荷的大小采用模糊控制器进行给料量的粗调,采用基于BP神经网络的PID控制器根据炉温偏差、偏差变化率进行给料量的细调,并将两给料输出值相比较,确定出当前给料量变化值,并最终通过调节加料持续时间和停料时间完成炉温的控制。实际运行结果显示焚烧炉的燃烧温度比较稳定,炉温预报误差基本在±20℃以内,表明该方法的有效性和优越性。     

啤酒发酵过程自动控制研究

本文针对啤酒发酵过程控制及其管理自动化的要求，提出了一套完整的啤酒发酵过程集散控制系统的方案。对发酵过程温度控制的系统特性进行分析，给出了一个模糊和PID结合的混和控制算法，并通过实际应用表明该算法在系统温度超调上比单纯的PID控制算法具有显著减少。本文提出的系统方案和算法已经成功应用于某啤酒厂。     

基于模态切换机制的AMT换挡过程发动机转速集成控制

发动机转速控制是电控机械式自动变速器(AMT)控制系统的重要组成部分,与换档品质和离合器控制有密切关系.针对AMT发动机过程的复杂非线性特性,提出了一种基于模态切换机制的集成控制算法.根据模态切换机制,选择模糊控制器或者免疫PID控制器,保证了发动机转速的快速性和平稳性.试验结果表明了该方法的有效性和优越性.     

一种不确定性复杂大时滞过程的融合控制策略

针对不确定性导致的复杂大时滞过程控制精度低的问题,提出了一种基于算法融合的控制策略。研究了控制难点与控制论特性,基于大时滞复杂过程特性,融合了积分控制有利于消除稳态误差,Smith预估控制有利于时滞的补偿,模糊控制有利于处理某些不确定性控制,集成各自的优势,给出了一种I-Fuzzy-Smith控制算法。基于Matlab仿真,以大时滞惯性过程为例,分别采用PID、FuzzySmith和I-Fuzzy-Smith控制进行了比较研究,响应验证了融合控制策略在系统动、静态性能和鲁棒性方面的优势。研究结果表明:提出的融合控制策略控制精度高,并表现出很强的鲁棒性。     

工件热处理时中频感应加热电源的启动策略

感应加热因控制灵活、热效率高,不污染环境等特性在工件热处理中得了广泛的应用.针对重载下难于启动,探讨了电磁感应加热中频电源的启动策略,分析了电流型中频感应加热电源难于启动的原由,研究了启动控制参数之间的约束关系,讨论了整流触发角选取等原则,最后给出了成功启动控制的条件.基于MATLAB仿真软件,借助实验仿真验证了提出启动策略的正确性.实验结果表明:提出的参数优选策略是可行与合理的.     

多策略改进粒子群优化AGV模糊PID控制

为解决AGV在复杂环境下控制精度低下、响应速度慢和鲁棒性差等问题,提出一种基于改进粒子群优化模糊PID控制方法。在粒子群算法（PSO）引入Logistic混沌映射对种群进行初始化,其次对惯性权重和学习因子进行非线性控制更新,提升种群寻优能力和避免陷入局部最优;选取9个测试函数验证改进PSO算法效果。仿真结果表明改进PSO在寻优精度和收敛速度都优于其他3种算法,而且不易陷入局部最优。最后对被控系统进行效果验证,结果表明改进PSO优化模糊PID控制器在常规和外部干扰两种环境下控制性能都优于传统PID和模糊PID,具有高可靠性、高控制精度,满足系统要求。     

步进扫描投影光刻机投影物镜精密温度控制系统

针对投影物镜在光刻机工作时高精度温度控制要求及其自身体积庞大、质量重、温度难以控制的特点,提出了一种由主控制器、温度采集系统、水温控制系统组成的串级控制系统的方案,简要介绍了高精度温度采集系统和水温控制系统,并通过对光刻机工作时产生的热量进行分析计算,建立了模拟的投影物镜温度控制平台,再基于此平台对温度控制方案进行实验研究,研究结果表明:投影物镜温度波动小于±0.01℃,并具有良好的调节曲线。     

CO2焊接过程熔滴过渡频率的Fuzzy/PID控制

在单片机控制ＩＧＢＴ逆变电源的基础上,建立ＣＯ２焊接过程熔滴过渡频率的Ｆｕｚｚｙ／ＰＩＤ控制系统,并对其系统结构、控制原理和控制算法进行了描述。本系统通过调节波形参数从而改变燃弧时间来控制熔滴守渡的频率,当熔滴过渡频率的误差较大时,采用Ｆｕｚｚｙ控制方法,而在误差较小时采用控制方法。本系统还在Ｆｕｚｚｙ控制过程中引入了控制参数自学习功能,保证了不同焊接规范时控制系统的动态响应和静态精度。焊接试验表     

由计算机控制的多功能热处理装置

在欧州有许多热处理工厂,按其功能可分为综合性热处理厂和专业性热处理厂。在这些厂里,应用盐浴炉加热淬火,已有约五十年的历史。目前,随着生产批量的增大以及零件所需精度的提高,进一步改进热处理设备,已成为当务之急。此时首先应考虑劳力和工资成本的不断增加,同时也应考虑环境保护。因此最先采用了保护气氛热处理,后来又发展了真空热处理。     

模糊自校正PID控制器在数控机床交流伺服系统中的应用

将一种参数在线自校正模糊控制器引入数控机床交流伺服系统中，该控制器可以根据测量得到的偏差E及偏差的变化率EC在线自动整定PID控制器的三个参数，采用上述方法后，可以显著提高控制系统的精度。大大降低跟踪误差，实验结果表明，这是一种切实可行的控制方法。     

基于模糊控制的轧机APC系统

模糊技术与PID调节相结合的模糊PID控制方法的动态响应能力和抗干扰能力优于PID 控制。仿真实验证明将模糊PID控制用于轧机电动APC系统的控制是可行的。     

高精度数控机床进给伺服系统的模糊自适应PID控制

数控机床进给伺服系统是一个复杂的机电耦合系统。由于具有较强的时变参数特性、负载扰动和电机的非线性,很难给出控制系统的精确模型。基于数控机床进给伺服系统的数学模型,提出一种模糊自适应PID控制器的设计方法。将该控制器应用于数控机床进给伺服系统控制,可获得良好的控制性能。仿真结果表明：该方法不仅具有无静态失真,而且响应速度快、超调小。这种模糊自适应PID控制器具有较高的稳定性和精度。     

微创介入手术导管机器人系统自适应模糊PID控制

针对人工介入手术中存在的插管精度低、射线环境伤害医生等问题,采用主从式导管机器人系统进行微创手术能够很好地解决人工介入手术中的弊端。通常主从导管机器人系统采用PID控制,但PID控制可能会产生较大的超调,导致系统跟踪性能下降,降低手术的安全性。因此,采用自适应模糊PID控制器在线调整PID控制的参数,提高主从控制系统的跟踪性能。首先建立了从手轴向运动和旋转运动的动态模型,然后设计了基于自适应模糊PID控制器的主从导管机器人系统,通过参数在线调整提高了从手对主手信号的跟踪性能。仿真结果表明,所提出的自适应模糊PID的控制方案是有效可行的,表明系统具有较强的跟踪性能和鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差。     

预焙铝电解槽智能模糊控制系统

综合运用模糊控制、神经网络和专家系统等智能控制技术,以及铝电解槽“三场”在线仿真技术,开发出了预焙铝电解槽智能模糊控制系统。系统采用两级分布式控制方式,并主要由实时控制（专家模糊控制器）、电解质温度与槽膛内形在线仿真、槽况诊断、以及组织与监视４个子系统构成。运行结果表明,该系统鲁棒性好,控制精度高,具有显著的增产节能效果和广泛的推广应用价值。     

模糊PID算法的水下机器人控制系统优化

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID控制。水下机器人工作时,各类传感器把现场的环境参数转化为电信号,经预设的模糊库进行模糊化处理后发送给STM32控制器;STM32控制器按预设的程序对模糊化信号进行处理,处理完去模糊化后的电信号后发送给执行元件,从而实现水下机器人的模糊PID控制。MATLAB/Simulink仿真和水下测试结果显示：与经典PID算法比较,经模糊PID算法优化后的水下机器人反应更灵敏、系统更稳定、抗干扰能力更强,达到了预期的效果。     

点焊机恒流变结构控制器的研究与设计

针对传统电焊机控制中很难达到控制精确且响应迅速这一问题,提出了一种基于变结构控制思想的控制规则,此规则由传统PID控制与模糊逻辑控制复合构建而成,此控制规则已应用于电焊机控制箱的设计,并在实践中取得了良好的效果。     

真空水冷铜坩埚感应炉模糊控制专家系统的研究

研究真空水冷铜坩埚感应炉中模糊控制专家系统。阐述该炉控制系统复杂性 ,介绍模糊控制专家系统的主要结构和各主要部分的功能和一些算法     

基于模糊自适应PID的双直线电机同步驱动系统控制

文章主要对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,将模糊自适应PID控制方案应用于重型龙门移动式镗铣加工中心双直线电机驱动的轴间反馈回路,以抑制由不同步引起的不平衡扭矩.仿真研究结果表明,此种方案鲁棒性、快速性优良,动态过程同步误差小,能够较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求.