模糊PID控制在发动机怠速控制中的仿真

考虑到发动机怠速工作过程的非线性、时变性和不确定性,研究了模糊控制理论在发动机怠速控制中的应用。设计了一种汽油机怠速转速模糊比例积分微分(PID)控制系统,并利用矩阵实验室(MATLAB)所提供的Simulink仿真工具进行了仿真。结果表明:该模糊PID控制具有良好的控制性能。     

基于BP-PID算法的柴油机调速复合控制策略的应用研究

随着电子控制技术的不断发展,在柴油机电子调速过程当中,其被控系统逐渐趋向于复杂化和非线性化,进而导致了传统PID控制表现出一定的不适应性。我们提出了一种误差反向传播算法(BP神经网络)与传统PID结合的复合控制策略,利用BP神经网络的自适应能力和自学习能力,对PID控制器的三个参数进行在线实时整定。并以D6114柴油机为控制对象,基于dSPACE半实物仿真平台,分别对传统PID与BP-PID控制进行了仿真和配机试验。通过结果的对比性分析,验证了BP-PID复合控制策略在非线性、时变性复杂工况下,能够有效地降低负载变化对转速的影响,其抗干扰性、稳态性能更好,可以用于实际柴油机转速控制系统研究开发。     

积分滑模-主动抗扰的复合轨压控制研究

为解决高压共轨系统采用比例积分微分(proportional integral differential, PID)控制时出现的轨压控制不精确问题,分别采用模糊PID控制、积分滑模控制(integral sliding mode control, ISMC)、ISMC与主动抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)复合控制策略,仿真分析高压共轨系统阶跃及自由加速工况下的轨压偏差。结果表明：对比PID控制,ISMC-ADRC复合控制策略、ISMC策略的超调量均减少77%,稳定时间均减少62%;对比ISMC,采用ISMC-ADRC复合控制策略系统抖振现象减弱,稳定时轨压偏差绝对值静态误差减少80%,且抗干扰能力明显提高。     

两种模糊PID油压控制方法在GD-1高压共轨柴油机上的应用和比较

针对GD-1高压共轨柴油机燃油喷射系统,提出了两种PID控制改进方法,即采用了模糊PID复合控制和PID参数模糊自整定控制。并且在试验台架上进行了试验比较。     

汽油机怠速模糊-PID控制系统研究与分析

为了进一步控制汽油机怠速转速波动,改善怠速控制品质,提出了怠速模糊-PID控制方法,并在Matlab/Simulink软件平台上,搭建了PID控制、模糊控制、模糊-PID三种怠速控制仿真模型,对比分析了各种怠速控制系统的控制响应特性。通过台架试验,对原机控制算法和所设计控制算法下发动机怠速转速进行了对比,验证了该算法的正确性。结果表明:模糊-PID控制系统可以显著缩小转速波动范围,且系统响应更快,载荷切换阶段的转速波动最大幅值小于30 r·min~(–1),稳态波动幅值在±15 r·min~(–1)范围内;与PID控制、模糊控制两种控制方式相比,模糊-PID控制可显著提高怠速控制品质。     

天然气发动机怠速控制技术的研究

针对天然气发动机怠速工作过程的非线性、时变性和不确定性,设计了一种模糊PID控制系统,并利用MATLAB所提供的Simulink工具进行了仿真。结果表明：在怠速工况下,模糊PID控制比数字PID控制转速波动小,控制效果好。     

自适应差分进化算法在燃气轮机转速控制中的应用

为改善燃气轮机转速控制系统的调节品质,提出一种自适应差分进化算法,通过其控制参数的自适应调整,提高差分进化算法的快速收敛和全局寻优能力。应用该算法重新设计燃气轮机转速控制回路,其比例积分微分控制器(PID)参数通过自适应差分进化算法进行优化。仿真试验表明:经过自适应差分算法优化PID参数的转速控制系统,无论在正常升速过程还是甩负荷等突变工况,转速控制的动态特性和静态特性均明显优于标准差分进化算法优化PID参数的控制系统。     

基于PID对柴油机怠速稳定性控制的研究与优化

采用PID控制方法对柴油机怠速稳定性进行了研究,得到了经典PID控制参数和起动边界条件对怠速稳定性的影响规律.设计了模糊PID控制器,通过对参数的在线整定,实现了在不同起动条件下对不同阶段怠速稳定性最佳控制.试验结果表明:在冷怠速控制中,模糊PID控制较经典PID控制有明显优势;在各种油量下起动达到目标转速后,均可在30个循环内将转速平滑过渡到目标转速,怠速波动幅值≤±5 r/min.     

自走式无人驾驶植保机用发动机转速控制系统设计

针对自走式无人驾驶车辆在起步、换挡过程中产生强烈的顿挫感,甚至导致车辆突发性前窜的现象,开发基于扭矩需求的发动机转速控制系统。该系统能够根据发动机扭矩需求的变化,调整比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制参数,实现对节气门开度的控制,达到调整转速的目的。研究车辆起步、换挡过程中发动机扭矩的变化规律,确定发动机转速控制目标;运用神经元自适应PID算法,对发动机转速进行闭环控制,解决传统PID最佳参数设置问题;选用永磁直流电动机对节气门进行控制,解决传统油门电机精准性问题。试验结果表明,该控制系统能够根据扭矩变化调整发动机转速,并能在短时间内使发动机运行达到稳定状态,对发动机转速控制具有较好的动态特性。     

基于改进型GA优化FNNC的SG水位控制系统仿真研究

蒸汽发生器水位直接影响到整个核电站的安全及稳定运行,但蒸汽发生器本身由于所具有的高度复杂性、非线性性、时变性等特性,导致传统的串级PID控制等方法难以取得好的控制效果.本研究在串级控制的基础上,采用模糊神经网络来对蒸汽发生器水位进行控制,该控制算法能够充分发挥模糊控制及神经网络的优点.另外,为了减小模糊神经网络参数初值的选择对控制器的性能影响,将一种改进型遗传算法用于模糊神经网络控制器的参数优化.仿真结果表明,设计的控制方法无论是抗干扰能力还是在鲁棒性方面与传统的串级PID控制及常规的模糊神经网络控制相比较都有了很大的提高.     

模糊控制算法在燃气轮机控制中的应用研究

利用模糊控制的快速动态响应和PID控制的稳态性能,设计了模糊自适应PID控制算法,实现了对燃气轮机转速的快速跟踪及稳态控制。仿真试验和工程应用均表明该控制算法的响应时间和稳态精度比常规控制算法有明显改善。     

微型燃气轮机可变论域自适应模糊PID控制

微型燃气轮机是一个多变量、非线性的复杂系统,采用常规的控制方法仅能在其稳定运行时有较好的控制效果,而在负荷变化或特定工作点运行时,由于多种耦合限制的存在,往往难以取得令人满意的控制效果。基于微型燃气轮机发电系统的动态特性,在仿真平台上建立了含微型燃气轮机及发电系统完整的数学模型,并在模型中加入了可变论域自适应模糊PID(比例、积分、微分控制)控制环节,在燃气轮机孤网带载运行状态下,研究了燃气轮机的转速、燃料量、排气温度和机械转矩等动态特性。仿真结果表明:当负荷突变时,转速能够快速达到稳定且超调量不超过1.9%,燃料量在满载时能维持在1 p.u.附近,满足燃气轮机运行要求,具有稳态性能好、动态响应快和鲁棒性强的优点。     

基于Matlab/Simulink的单轴燃气轮机动态仿真

本文利用Matlab/Simulink对某型单轴燃气轮机系统进行了仿真,并采用了自适应控制与常规的PID控制相结合的方法对转速控制器进行了建模分析,不仅系统的响应时间缩短,而且系统超调量大幅度减小,为燃气轮机的转速控制提供了一种新的思路。     

T-S模糊控制器设计新方法及应用仿真

以具有非线性和非最小相位特性的水轮发电机调速系统为例．提出了T—S模糊控制器设计的新方法——基于PID控制器知识样本的T—S模糊控制器设计方法。将模糊控制器运用于水轮机控制。并对其进行仿真,把得到的模糊控制响应曲线与PID控制器进行比较,从调节时间、超调量、鲁棒性等方面可以看出,模糊控制器控制效果要优于PID控制。     

基于模糊控制的风电机组独立变桨距控制

在额定风速以上时,通常采用变桨距控制技术调节大型风电机组来稳定其输出功率.由于风力发电系统的数学模型具有高度非线性、多变量、强耦合的特点,风速又具有多变性,因此文章在分析传统的PID变桨距控制技术优缺点的基础上,提出了基于三维模糊自适应PID控制的独立变桨距控制技术,并且引入风速的模糊前馈控制技术.对1 MW风电机组进行仿真,结果表明,在额定风速以上时,该方法不仅能稳定风电机组的输出功率,而且可以减小桨叶的拍打振动.     

水轮机水门的分数阶PID控制策略研究

针对水轮机调速系统的强非线性及易受各种内外部干扰影响,基于分数阶PID控制策略提出了一种新型的水门非线性控制器。通过对水轮机水门开度模型进行反馈线性化,结合分数阶PID控制理论约束自定义的控制变量,且利用遗传算法在线调节控制器的参数。仿真结果证明,与常规PID控制方式相比,所设计的水门分数阶PID控制器能有效地阻尼系统振荡,调速系统的鲁棒性得到较好的改善。     

利用剩余风电的感应储能供暖控制系统研究

为了解决我国北方地区风电的弃风问题,改进剩余风电供暖系统的直接消纳储能技术,改善电蓄热供暖控制系统中存在换能装置电热转化效率低下的问题,经过方案对比提出采用电热转换效率高、安全可靠性好的电磁感应加热装置作为供暖系统的换能装置。为优化储能水箱加热供暖系统的控制策略,针对系统给定的控制需求,采取前级附加给定温度模糊控制器串联后级感应加热模糊PID控制器的复合控制策略,使闭环加热系统的给定温度随室外温度的变化而调整;同时为了节约不可再生能源,降低损耗,采用与后级模糊PID控制器的输出构成闭环比值随动控制系统的加热循环流量协调控制策略。利用Matlab/Simulink软件进行仿真实验,结果表明：模糊PID控制特性明显优于传统PID控制,系统的超调量显著减少,动态调节速度明显加快;实现模糊控制和模糊PID控制复合与协调智能控制策略的网络化,提高了系统控制的实时性和可靠性,使系统控制性能大为提升。     

应用于平抑风功率的燃氢燃气轮机储能系统控制策略研究

储能技术可用于提高风电并网能力,因此其储能系统及控制策略成为研究热点。提出将燃氢燃气轮机作为储能系统主要部分,低通滤波器结合模糊控制作为其平抑风功率的控制策略。通过设定储氢罐容量,对15台1.5 MW风机的历史风功率数据进行了处理。结果表明：低通滤波器结合模糊控制能有效平抑风功率至限制值,实现平抑指标,并得到储氢罐容量的设置限制;可实现储能时燃气轮机不工作,耗能时燃气轮机工作,当储氢罐容量为0.017 m³时,燃气轮机输出功率为0.1 MW。在将燃气轮机作为平抑风功率的储能系统时,需将燃气轮机的启停控制作为今后的研究重点。     

大型风力发电机组独立桨叶控制系统

设计出独立桨叶控制系统的机构方案，依据空气动力学分析，提出模糊控制结合以桨叶空间方位角作为主体因素的加权系数的控制策略，建立了系统模型，仿真结果表明，在风速高于额定风速时，作用在桨叶上的负载波动大为减小，输出功率维持在额定功率附近。     

Multivariable control strategy for variable speed, variable pitch wind turbines

Reliable and powerful control strategies are needed for wind energy conversion systems to achieve maximum performance. A new control strategy for a variable speed, variable pitch wind turbine is proposed in this paper for the above-rated power operating condition. This multivariable control strategy is realized by combining a nonlinear dynamic state feedback torque control strategy with a linear control strategy for blade pitch angle. A comparison with existing strategies, PID and LQG controllers, is performed. The proposed approach results in better power regulation. The new control strategy has been validated using an aeroelastic wind turbine simulator developed by NREL for a high turbulence wind condition.