基于LonWorks的GA优化复合模糊PID控制系统设计

设计了基于LonWorks的复合模糊PID控制系统,分析了该系统的硬件组成和软件实现方案.在控制嚣设计上,改进了传统的模糊PID控制器结构,采用三个子模糊控制器组成一个复合模糊PlD控制器.把过渡时间作为各子模糊控制器的公共输入并采用遗传算法(GA)对复合模糊PID控制器的隶属度函数进行了优化.通过Mstlab仿真表明,该控制器在参数确定上更具客观性,在控制带有大滞后环节和非线性环节的工业对象时响应速度更快、抗干扰能力更强、动态性能更好.     

基于灰色预测模糊PID算法的闪蒸罐压力控制

针对工业生产中闪蒸罐压力控制系统的时变非线性、大滞后等问题,为了提高闪蒸罐压力控制效果,将传统PID控制算法和灰色预测算法相结合,设计出一种基于灰色预测模型的模糊PID控制器。仿真结果表明:它与传统PID控制相比,具有更快的动态响应、调节速度和更好的稳态性能,同时在出现扰动时比模糊PID控制有更好的抗干扰性和更快的调节速度。     

应用遗传算法优化压延机温控系统的PID控制方法

常规PID控制器用于时变非线性的压延机温控时具有控制精度低、动态性能差的缺点。为了改善常规PID控制器的控制效果,通过遗传算法搜索全局最优的PID控制参数,在线实时调整PID控制参数获得压延机温控系统的高控制性能。同时,引入因子α作为控制器中衡量超调量和上升时间的权重,通过调节权重α的大小可以自由地对系统超调量和上升时间两个性能指标进行控制,以达到理想的控制效果。温控实验结果表明,所提遗传算法优化的PID控制器具有优秀的动态性能和高控制精度。     

改进型Smith-专家PID算法在烘缸温度串级系统上的应用

针对少烘缸或单烘缸纸机的干燥过程具有滞后大、惯性大且非线性的缺点,提出专家PID结合Smith预估器的算法,设计了少烘缸纸机或单烘缸纸机的烘缸温度和蒸汽流量串级控制系统。主控制器是改进的专家PID控制器,利用基于专家经验的知识库在线调整PID参数;对主回路采用改进型Smith预估器,以克服纯滞后对系统稳定性的影响,也解决了Smith预估器对数学模型精确要求的问题。利用MATLAB进行仿真,结果表明:改进型Smith-专家PID算法具有良好的控制品质,具有超调小及响应速度快等动态特性。     

模糊PID控制器在炼油污水节能优化处理中的应用

以炼油污水处理过程中的溶解氧为控制对象,借助仿真运算和溶解氧在线检测等实验手段,对模糊PID控制器与传统PID控制器的溶解氧控制效果进行比较,结果表明:模糊PID控制器既有模糊控制灵活、适应性强的优势,同时又具有传统PID控制精确高的特点。对于污水处理系统这种时变、非线性、大时滞复杂的控制对象,采用模糊PID控制器是一个非常好的选择,既可保证出水水质,又能节约动力消耗。     

基于遗传算法的模糊神经网络控制器的仿真

对遗传算法 (GA)和模糊神经网络控制器的结构进行了说明。为了克服反向传播算法 (BP)的缺点 ,通过遗传算法对模糊神经网络控制器的参数进行优化 ,亦即对模糊神经网络进行训练。用通过优化后的模糊神经网络控制器控制一个带有纯滞后的非线性对象 ,仿真结果证实了其性能较常规模糊控制器优越。     

典型大时变时滞系统神经网络模糊PID控制及应用

针对典型大时变时滞系统,设计了一种基于神经网络的模糊PID控制器.该控制器综合模糊逻辑、神经网络与PID调节的各自优点,既具有模糊控制简单和有效的非线性控制作用,又具有神经网络的学习和适应能力,同时还具备PID控制的广泛适应性.该控制器能实现系统参数大范围失配情况下的闭环鲁棒稳定,并使闭环系统达到设定值无静差跟踪及满意的动态性能.     

基于模糊-比例积分求导的连杆清洗液位控制系统

针对连杆清洗系统中控制的重点,分析了被控对象非线性、大滞后、大惯性和时变等特性,设计了合适的模糊控制器,计算出相应的模糊控制表,介绍了软件设计的流程。用Matlab仿真软件对所设计的控制方案进行仿真,并与传统比例积分求导(PID)控制响应曲线进行比较,表明模糊-PID在动态性能及抗干扰性表现较好。     

基于变论域模糊PID的混炼造粒机机筒温度控制

针对混炼造粒机机筒工作过程中温度控制存在大滞后、时变性和非线性等典型特性,从传热学的角度分析了机筒的传热过程,理论解释了机筒热场分布的基本规律,确定了机筒温度滞后、非线性变化的主要原因。基于变论域思想,提出了一种基于变论域模糊PID的机筒温度控制策略,设计了基于函数定制的伸缩因子控制器,实现了实时动态调整控制器的量化因子和比例因子。在Simulink仿真环境中,分别搭建了基于常规PID、模糊PID和变论域模糊PID的机筒温度控制系统。仿真结果表明,对于大滞后、非线性系统,所提出的变论域模糊PID控制策略相对于常规PID和模糊PID具有更优的动静态特性和自适应能力。     

基于PLC的塑料挤出机温度控制系统设计

塑料挤出机料筒温度控制系统存在扰动大、时变、滞后以及非线性等特点,使得料筒温度升温慢、控制精度低、抗干扰能力差,传统PID控制依赖精确数学模型,无法实现参数的在线实时调整。本文设计了一种模糊PID的塑料螺杆挤出机温度控制系统和以松下PLC为控制核心的挤出机温度控制系统硬件结构,最后对该控制方法进行了仿真分析。结果表明:该控制系统具有良好的动静态特性,在一定程度上改善了传统PID控制超调量大、温度变动大等缺点。     

PVC胶槽温度模糊PID控制系统

为提高PVC胶槽温度控制的可靠性和精度,将模糊算法与PID算法结合并应用于PVC胶槽温度控制系统中,通过两种控制算法的优势互补,利用模糊控制算法求得PID参数修正系数,实现PID控制器3个参数的在线自调整。仿真结果表明:PVC胶槽温度模糊PID控制器的控制性能明显地优于常规PID控制器,温度控制精度达到±1℃,满足了PVC胶槽温度参数动态变化实时调节控制的需要,具有较好的自适应调节和鲁棒性。     

模糊PID-Smith串级控制在加热炉温度控制系统中的应用

提出一种基于模糊PID和Smith预估控制器的串级控制器,克服了工业加热炉温度控制系统中加热炉出口温度的时变性、非线性及滞后性等缺点。仿真结果表明,模糊PID-Smith串级控制器具有较强的鲁棒性,提高了控制系统的动、静态性能指标。     

浮法玻璃熔窑温度的模糊PID控制

引入模糊PID控制器控制浮法玻璃熔窑的温度.通过仿真分析表明,系统的实时性和稳定性都得到了明显提高,同时也可以降低工人的劳动强度.     

草甘膦生产过程中温度的模糊PID复合控制

考虑草甘膦生产过程中最重要的温度控制问题,给出总体温度监控方案,其中恒温段应用一种带自动修正因子的模糊-PID控制器,应用JX-300进行现场实现,得到较好的应用效果,提高了产品收率。     

应用在液化石油气换热系统中的模糊PID控制

通过利用参数整定PID模糊控制器对LPG换热系统中被加热介质丙烷的出口温度进行控制。根据其动态参数和相关经验制定模糊规则,利用模糊规则对PID三个参数Kp、Ki、Kd进行调整,以改善其控制性能,应用MATLAB软件对实际系统进行仿真。结果表明,该控制方法具有超调量小、过渡时间短、适应性强、抗干扰性强等优点。最后,对照实际运行结果验证了模糊PID控制的优越性。     

精密注塑机机筒温度控制与抗干扰研究

针对机筒温度控制偏差较大问题,提出时间最优控制与模糊PID控制相结合对精密注塑机机筒温度进行实时控制的方式。利用模糊控制可在线调整PID控制器的参数,兼顾时间最优控制快速消除大偏差和PID控制精度高的优点,获得动态性能指标,达到了升温快速、超调量小和稳态误差小的要求。通讨Matlab对该方案进行仿真,并通过实验进行了验证。结果表明,模糊PID控制算法动态响应好,控制精度高,能够实现温度偏差在±1. 5℃范围的控制要求。     

复合控制器及其在连消中的应用

由于常规PID控制方式对非线性、大滞后对象难以进行有效的控制,模糊控制具有很好的动态特性,所以结合常规PID和模糊控制的优势设计了参数自调整Fuzzy-PID复合控制器。通过模糊推理实现参数自调整,以使控制器能够适应不同对象和对象的不同状态。采用模糊推理的方法完成两种控制方式的平稳过渡。对某制药厂连消温度的控制表明,该控制器可以大幅度提高控制精度和缩短系统响应时间,从而避免了染菌事故的发生,提高了发酵单位。     

Optimal Control of the Secondary Drying Stage of Freeze Drying of Solutions in Vials Using Variational Calculus

Abstract:

The problem of operating freeze drying of pharmaceutical products in vials loaded on trays of freeze dryer to obtain a desired final bound water content in minimum time is formulated as an optimal control problem. Two different types of freeze dryer designs were considered. In the type I freeze dryer design, upper and lower plate temperatures were controlled together, while in the type II freeze dryer design, upper and lower plate temperatures were controlled independently. The heat input to the material being dried and the drying chamber pressure were considered as control variables. Only the scorch temperature was considered as a constraint on the system state variables during the secondary drying stage, because all the free water content (frozen water) is removed from the solid matrix during the primary drying stage of freeze drying. Necessary conditions of optimality for the secondary drying stage of freeze drying process in vials were derived and presented by using rigorous multidimensional unsteady-state mathematical models. The theoretical approach presented in this work was applied in the freeze drying of skim milk. Significant reductions in drying times of the secondary drying stage of the freeze drying process in vials were observed and more uniform bound water and temperature distributions in the material being dried were obtained compared to the conventional operational policies.     

基于模糊控制的螺杆挤出机温度控制系统设计

以螺杆挤出机温控系统的扰动多、非线性、时变以及大滞后的特性,研究得到了智能化的控制算法,对于现场无法充分预料的情况,这种温度控制系统能够发挥重要的作用。使用Zig Bee无线传感技术可实现温度监控的远程操作,提升检测效率和水平。对远程无线温度控制系统的硬件系统进行了设计,对CC2430射频主控芯片的外围电路、温度传感电路以及温度控制电路进行设计。针对螺杆挤出机温度控制系统进行实例分析,研究结果表明:使用常规PID控制器,在阶跃信号和脉冲干扰信号作用下,系统超调量和稳定时间不能够满足螺杆挤出机温度控制的要求。使用模糊PID控制器,相比常规PID控制器的超调量和稳定时间要明显增强。以尼龙6/Ca Cl2复合材料挤出为例,分别使用常规PID控制算法和模糊控制算法进行对比分析,研究温度控制精度对产品成型质量的影响。在模糊控制算法下,三种产品(温度设置分别为240,260,280℃)的缺口冲击强度合格率比较使用常规PID控制算法时提高了6.87%,弯曲应力合格率、断裂伸长率合格率、拉伸强度合格率分别提高了8.67%,9.33%,8.77%。     

过热汽温改进CMAC神经网络控制

针对过热汽温大惯性、大滞后的动态特性及在电厂单元机组中的控制难点,同时鉴于常规CMAC神经网络自身的缺陷,将基于信任度分配的CMAC算法(CA-CMAC)应用于过热汽温系统的控制中,仿真结果验证了该控制方法较常规串级控制系统及过热汽温CMAC控制具有更快的收敛速度和准确性。