带钢卷取机跑偏电液伺服系统PID控制器的设计

针对带钢连续轧制过程中的带钢跑偏问题,文章提出了一种带钢卷取机跑偏电液伺服系统PID控制器的设计方案。在介绍带钢卷取机跑偏电液伺服系统的基础上,通过静态计算,建立了该系统的数学模型;根据带钢卷取机跑偏电液伺服系统的开环传递函数及不同的控制量组合,分别设计了比例控制器、比例积分控制器和比例微分控制器,并采用Matlab软件仿真并分析了各控制器作用下系统的阶跃响应性能,根据各时域响应指标评定并确定了PID控制器的参数值。由PID控制器作用下系统的阶跃响应波形及系统开、闭环波德图得出,该PID控制器超调小、调节时间短、响应快、性能稳定;对带钢卷取机跑偏电液伺服系统的稳态误差进行分析后得出,该系统的稳态误差为零,由此证明了该PID控制器的有效性和正确性。     

复合型非线性控制器在时变非线性系统控制中的研究及应用

在对增量式PID研究和改进基础上,以增益的方式引入模糊非线性控制技术,构建了一种新型的复合型模糊非线性增益PID控制器.这种复合型控制器在误差进入不同范围时,分别具有全速、积分分离、变速积分和稳态控制等控制特性,并根据误差大小采用非线性增益调节方式,有效地克服了控制过程不同阶段中出现的响应失控、收敛慢以及波动的现象.实际应用表明,这种复合型控制器在模拟风浪对防波堤模型动态激励控制过程中,达到了响应迅速、抗干扰能力强、鲁棒性能好的控制效果.     

基于内模原理的烘丝机PID控制器设计

烘丝机具有大的热惯性和滞后时间,其出口烟丝水分的含量直接影响成品烟的品质.在分析SH623烘丝机工艺过程的基础上,采用稳定热风温度、烘筒转速以及热风流量,调节进入筒内热交换装置蒸汽压力的方法来控制烘丝机出口烟丝水分,用机理分析与实验研究相结合的方法建立了该控制系统的数学模型,基于内模控制原理设计了系统的PI,PID控制器.该控制器具有设计简单,跟踪调节性能好,鲁棒性等特点,数值仿真和现场试验均表明PI控制器具有满意的控制效果.     

基于模糊PID的粘度仪恒温系统实现

恒温控制系统是粘度仪最重要的部分之一,粘度对于温度变化较为敏感,温度精度要求严格.传统的PID控制技术在温控系统应用广泛,难以达到高精度要求,对于参数比较敏感,为此本文引入模糊控制理论,设计一个PID控制与模糊控制结合的智能温度控制器,利用AVR单片机的PWM波形输出实现恒温控制.当温度误差较大时,采用积分分离PD控制,实现快速升温;当温度误差进入设定的误差阀值内,采用模糊PID控制算法稳态控制,减小超调量.实践证明该控制方法,具有响应快、超调量小、稳定性较好等特点,优于传统控制方法.     

基于PLC的回潮过程控制系统的实现

叶丝回潮机的PLC过程控制系统,采用常规PID控制,控制程序对过程变量进行实时数据采集和整理,优化控制对象;实施在线控制时,通过多次反复调整PID的3个参数,优化出一组较好的控制参数,从而稳定叶丝回潮机的出口水分,满足烘丝的工艺要求.     

烘丝过程出口水分控制数据分析方法应用研究

烟丝含水率是卷烟生产过程中最重要的质量参数,如何尽可能地提高烘丝工序的出口水分控制的平稳性与精准度一直是各卷烟生产厂家研究的重要课题.文章首先对模型预测控制方法(MPC)进行应用研究,基于红河卷烟厂历史烘丝过程控制数据分析,运用多种辨识烘丝过程动态系统方法,对比发现ARX模型较优,在此基础上提出一种基于多级粒度数据建模的多步预测思路,取得一定的预测效果;接着通过多次仿真实验,发现基于数据驱动的控制方法(DDC)相比MPC方法具有更好的控制性能.     

新型双重控制算法在烟叶复烤过程的应用

针对烟叶复烤过程是一个多干扰、大滞后、不确定的大热容过程,采用传统PID闭环控制无法现达到理想的控制效果,现提出一种新型双重控制算法对烟叶复烤过程的出口水分过程进行控制。区别于主、副回路采用简单PI控制算法的传统双重控制算法,新型双重控制算法在主控制回路中采用预测PI控制算法,使其不仅具有传统双重控制算法的优点而且有效的避免了PI控制算法调节速度慢、波动大的缺点。实际应用证明采用新型双重控制算法可以降低烟叶复烤过程中出口水分的波动幅度,提高了烟叶的合格率和优质率。     

压电微夹钳的复合控制模型及实验

为提高压电微夹钳的夹持性能,设计复合控制系统对其控制.通过引入死区算子对PI模型进行改进,建立了微夹钳的迟滞模型,进而设计出其前馈控制器;对常规PID算法进行改进,设计出抛物线积分与微分先行的微夹钳PID反馈控制器;将前馈控制同PID反馈控制相结合,设计出微夹钳的复合控制器.在复合控制作用下,微夹钳达到5μm阶跃目标位移的响应时间为0.09 s,略快于前馈控制,明显快于PID反馈控制;在最大位移为15.2μm的参考输入作用下,若不考虑传感器噪声,复合控制的稳态误差几乎为0.实验结果表明,同前馈控制与PID反馈控制相比,复合控制具有良好的综合控制效果,即响应速度快、稳态精度高.     

基于PSO的恒力执行器PID型模糊控制器

针对打磨机器人在打磨过程中对恒力控制精度和响应速度的要求,提出了一种基于粒子群优化算法的恒力执行器PID型模糊控制器。设计新型PID型模糊控制器,减少设计规则库数量;提出变权重综合型适应度函数,结合误差积分绝对值和控制信号积分绝对值优化PID型模糊控制器的综合性能,同时减小超调量与稳态误差;采用自适应惯性权重策略加快粒子群迭代速度,使用粒子群算法对PID型模糊控制的比例因子进行优化。仿真结果表明,经过粒子群优化的PID型模糊控制实现了打磨力的平稳输出,响应速度提升10%,调节时间缩短14%,系统无超调、无振荡,提高了打磨力的控制精度。     

抄纸过程水分定量的改进型模糊免疫PID控制

针对抄纸过程中的水分定量控制对象是一个具有强耦合、非线性、大时滞的难控制对象,提出一种改进型模糊免疫PID控制方法,这种方法用三输出的模糊控制和免疫PID控制相结合的方法,避免了常规模糊免疫控制器只相当于一个非线性P控制器的缺点,能充分发挥PID三个参数的自适应性能;最后将这种方法对抄纸过程的水分定量控制进行了仿真研究,结果表明,该方法比传统模糊免疫PID有更好的自适应性,具有超调小、响应快等优点,对多变量耦合系统具有较强的自适应性、解耦和鲁棒性。     

基于自适应模糊PID控制器的非线性系统仿真

对于缺乏精确模型的过程或参数时变的滞后过程,传统PID控制难以达到良好的控制效果.普通模糊控制能够对一些非线性系统进行控制,并不需被控对象精确的数学模型,但是模糊控制难以消除系统的静态误差.针对复杂的非线性系统,设计了自适应模糊PID控制器.该控制器将模糊控制的动态性能好的优点和PID控制的稳态精度高的优点结合起来,采用模糊控制与PID控制分段控制策略,当偏差大于某一阈值时,采用模糊推理的方法调整系统的控制量,当偏差小于某一阈值时,切换到PID控制以消除系统的静态误差,较好地克服了传统PID控制和普通模糊控制所存在的主要问题.通过仿真实验分析,证明了该控制方法的有效性.     

Improved PI controller based on predictive functional control for liquid level regulation in a coke fractionation tower

Due to limitations of hardware, cost and so on, the application of proportional-integral-derivative (PID) control is more convenient than predictive control. However, predictive control usually has better performance than traditional PID control, thus it is important to combine the advantages of these two control algorithms. A novel PI controller optimized by predictive functional control (PFC) is proposed and tested on liquid level in the industrial coke fractionation tower in this paper. Since this kind of process always shows the integrating behavior, a P controller is first used for it to generate a self-balancing generalized process, then the PFC based PI control is designed for the generalized process. The resulting controller displays the performance of both PFC and PI control with easy implementation in practice. The performance of the proposed PI controller is compared with traditional PI controller in terms of regulatory/servo set-point tracking, disturbance rejection and measurement noise issues, from which results show that the proposed PI controller provides better performance than traditional PI controller.     

陀螺仪温度的模糊控制系统

为了提高陀螺仪温度控制系统的动态性能和控制精度,对传统的PID算法存在的不足进行了分析,提出了基于C8051F120单片机的陀螺仪温度模糊控制系统的设计方法,包括系统的硬件设计、软件设计和模糊控制器设计的方法;并通过计算机仿真和现场调试,结果表明模糊控制器比PID控制器具有更高的稳态精度和更快的动态响应速度.在系统设计中,所采取的软、硬件设计措施及模糊控制器的设计方法具有一定通用性,也可以应用到其它设备的温度控制系统中.     

基于Bang-Bang模糊自适应PID的干燥窑温度控制

为解决产品干燥窑温度控制过程中温度参数不易及时、准确调整的问题,该文提出了一种Bang-Bang(时间最优控制)模糊自适应PID复合控制器,利用Bang-Bang控制能最大限度的提高干燥窑温度的快速性和模糊自适应PID能提高干燥窑温度控制的准确性,使系统静态、动态都有比较理想的性能。建立干燥窑温度模型,并对该模型进行Bang-Bang模糊自适应PID控制和PID控制的仿真,两者比较结果:表明:Bang-Bang模糊自适应PID的响应明显比PID控制的响应效果优越。     

退火炉温度模糊PI控制器的设计与仿真

在退火炉控制系统中,常规的PID控制器及传统的模糊控制器难以达到理想的温度控制效果,针对常规PID控制器或者模糊控制器在控制具有非线性、纯滞后、时变特点的退火炉温度时存在的缺点,文中提出一种结合模糊控制器和PI控制器优点的模糊-Pl退火炉温度控制策略。文中对该模糊-PI控制器进行详细的设计,并用Matlab／Simulink软件对算法进行建模仿真,结果表明该控制器动态响应快、超调小、稳态精度高、鲁棒性好。模糊-PI控制器具有良好的控制性能,非常适合参数时变的大滞后退火炉控制系统。     

基于模糊PID控制的永磁同步电机控制器研究

为了提高复杂环境条件下永磁同步电机（PMSM）控制器的动态控制性能与抗干扰能力,分析了永磁同步电机的速度-电流（或力矩）双闭环控制调速结构,提出了一种基于模糊PID控制原理的速度环控制策略。速度环运行时,模糊PID控制器首先将永磁同步电机转速的误差及误差变化率进行模糊化处理,然后依据模糊规则进行模糊推理,并自动在线整定出速度环PID的三个系数（比例系数、积分系数、微分系数）,不仅减少了速度环的调节时间,也能增强抵御来自电流环（或力矩环）的干扰。仿真结果表明,当永磁同步电机的转速发生变化或负载发生扰动时,相比于传统的PID控制器,模糊PID控制器能提高系统的动态性能与鲁棒性。该方法用于永磁同步电机的控制是可行、有效的。     

适用于非线性对象的模糊-神经元控制方法

针对具有严重非线性的受控对象，提出了一种模糊-神经元控制方法。该方法将模糊PID控制器与神经元控制器相结合，用于改善控制器控制非线性对象的性能，以误差、误差变化率及设定值的变化来自调整神经元控制器增益，提高了控制系统的响应速度和鲁棒性。将所提出控制方法用于pH中和过程控制，仿真实验结果表明，该方法具有满意的控制品质及很强的适应性。     

高动态离心机系统的自抗扰控制设计

针对传统PID在控制高速精密离心机系统时难以满足其高动态过程的要求,对系统目标过渡过程进行安排并设计了自抗扰控制器.所提出的自抗扰控制器包括3个部分:跟踪微分器、扩张状态观测器和误差反馈控制器.由于离心机在启动和制动阶段,系统状态会经历一个快速变化的过程,所以在离心机系统动态变化阶段采用跟踪微分器对目标函数进行过渡过程安排,防止系统出现过大超调;并且设计了扩张状态观测器对系统未知干扰进行估计和补偿;补偿后采用误差反馈控制器实现离心机系统高动态过程的跟踪控制.最后通过对自抗扰控制进行参数整定,使得系统满足所提出的各项性能指标要求.仿真结果验证了相比于传统PID控制,所提出的自抗扰控制器在超调量,调节时间以及稳态控制精度等性能指标上具有优越性.     

汽车电子节气门的控制策略研究

介绍了汽车电子节气门的结构原理,对整个系统的模型构建和控制策略做了深入的分析研究。提出采用双重控制算法来实现对电子节气门的控制。在节气门较大角度转动即大信号控制时,将整个系统看作是线性的,采用PID控制算法;在对节气门小角度变化即小信号控制时,对不能忽略的摩擦力和弹簧力这些非线性因素进行补偿,同时对进气扰动因素作了分析。     

几种不稳定滞后对象的预测PID 控制

针对几种不稳定滞后过程，给出一种预测PID控制器的结构形式．该控制器具有内环和外环两种控制器：内环控制器主要用于稳定系统；外环控制器具有预测PID控制的结构形式，主要用于消除输入干扰的影响和改善控制系统的动态性能．这种控制器结构简单，可调参数少，且参数的调节方便、直观．仿真结果表明，在干扰和模型失配的情况下，此类预测PID控制器仍具有良好的控制性能和鲁棒稳定性能．