小球-滑板系统建模与鲁棒控制器设计

小球-滑板系统是一个非线性不稳定系统,小球在滑板上滚动过程的描述十分复杂.通过建立系统机械模型、角度模型和电机模型,经简化后得到系统的传递函数.系列简化和假设导致实际物理系统和数学模型之间的差异,主要包括有系统参数变动,未建模动态特性,未建模时滞等等.针对数学模型的不足,提出了系统参数变化时的鲁棒PID控制器设计方案,并讨论了在未建模时滞影响下该控制系统的稳定性能.仿真结果表明,该控制器鲁棒性能强,系统可行.     

人造板连续平压机液压油缸的位移模糊PID控制

针对人造板连续平压机升降系统控制精度低,多液压油缸同步控制困难等问题。分析了多液压油缸系统常规的控制算法,设计了具有自学习和自适应能力的模糊PID控制器,以弥补传统PID控制器在控制过程中的不足。在Matlab/Simulink环境下,搭建了多液压油缸控制系统仿真模型,仿真结果表明基于传统PID改进的模糊PID控制系统,控制精度高、收敛速度快、稳定性能好,能够很好地实现多液压油缸的准确控制。     

基于啤酒发酵温度多胞模型的鲁棒预测控制器设计

针对具有时滞性和输入输出约束的啤酒发酵系统,建立其多胞模型,并设计了鲁棒预测控制器。在啤酒发酵过程中,用一阶惯性纯滞后模型近似描述控制系统,并离散化。分析模型参数和采样周期的关系,得到发酵系统的多胞不确定时滞模型和约束关系。利用参数估计设计了鲁棒预测控制器。系统仿真表明,啤酒发酵温度能较准确地跟踪工艺曲线,满足工艺需求。     

基于Stribeck摩擦模型的PID控制

摩擦现象是一种较为复杂的、非线性的、且不稳定的自然现象,目前人类对于摩擦这种物理过程的了解还只停留在定性认识阶段,没办法通过数学方法给出摩擦过程的精确描述。stribeck摩擦模型是低速控制伺服系统摩擦力以及高精度伺服系统的位置控制的主要控制形式,具有较大的普遍性。本文论述的飞行器模拟转台控制对飞行器模拟转台数学建模,并根据模型设计控制器,在数学模型的基础上进行了PID控制的理论分析。利用MATLAB中的Simulink仿真工具对飞行器模拟转台进行仿真分析,在仿真中整定出合理的PID控制参数,在建立系统模型的基础上,讨论飞行器模拟转台的控制器方案,并在SIMULINK环境下进行了计算机仿真;最后对Stribeck摩擦模型的PID控制进行了总结。     

一种基于H∞鲁棒理论的PID及其在纸张定量控制中的应用

由于纸张定量控制系统中具有非线性、时变、复杂多干扰等控制难点,采用实验方法建立了系统的数学模型,提出了一种基于H∞鲁棒理论的PID控制算法。该算法参数整定简单,对过程模型的依赖性小,易于实现并且抗干扰性和鲁棒性都非常强。实际运行中大大地改善了控制品质,满足了生产及工艺的要求。     

一种自整定PID/PI及其在纸张定量控制中的应用

结合纸张定量控制难点，提出了一种能用于大时滞过程的自整定PID／PI控制算法。该算法参数整定简单，对过程模型的依赖性小，只需获得实际过程Nyquist曲线与S平面负虚轴交点处极限环信息便能完成PID／PI控制器参数的自整定，易于在线实现。参数整定基于幅值裕度和相角裕度鲁棒性能指标，算法鲁棒性强，适于纸张定量回路具有大时滞的工业过程控制。     

一种基于H∞鲁棒理论的PID及其在造纸定量控制中的应用

由于造纸定量控制系统中具有非线性、时变、复杂多干扰等控制难点,采用实验方法建立了系统的数学模型,提出了一种基于H∞鲁棒理论的PID控制算法。该算法参数整定简单,对过程模型的依赖性小,易于实现并且抗干扰性和鲁棒性都非常强。实际运行中大大的改善了控制品质,满足了生产及工艺的要求。     

一种基于H∞鲁棒理论的PID及其在造纸定量控制中的应用

由于造纸定量控制系统中具有非线性、时变、复杂多干扰等控制难点,采用实验方法建立了系统的数学模型,提出了一种基于H∞鲁棒理论的PID控制算法。该算法参数整定简单,对过程模型的依赖性小,易于实现并且抗干扰性和鲁棒性都非常强。实际运行中大大的改善了控制品质,满足了生产及工艺的要求。     

模糊自适应PID控制在凹版印刷机收卷张力控制中的应用

凹版印刷机收卷系统运行过程是非线性、时变不确定的,张力控制与速度控制之间存在着强耦合关系,结合实际印刷生产线设计出相应的硬件配置和一种基于模糊控制原理的软件控制方法,建立模糊自适应PID控制器,并进行MATLAB/Simulink进行仿真,该控制器比常规PID控制器具有更好的控制效果,鲁棒性更强,使系统的动态性能得到很大改善。     

基于PLC的积分分离PID算法在张力控制中的应用

传统PID对收卷张力系统控制时会造成PID控制器的积分积累,致使控制量超过允许的极限控制量,引起系统较大的超调,甚至是系统振荡,这在生产中是绝对不允许的。为此将积分分离PID控制算法应用于PLC对收卷张力进行控制。与传统的PID控制算法进行比较该算法改善了控制性能。采用MatLab中内嵌的Simulink软件包进行仿真,对积分分离控制器系统进行封装,建立了张力控制系统仿真模型。仿真结果表明,该方法极大地提高了系统的精确度和效率,降低了超调量,达到较高的工程应用价值。     

基于神经元的PID无菌包装预热控制技术

针对PID控制在无菌砖包设备预热控制系统中控制效果不理想的现状,课题组提出一种将神经网络应用于PID控制器的新策略。该PID控制器基于神经元控制预热温度,让PID控制参数在有监督的δ学习规则下进行自调整,从而实现在预热温度变化时能自行调整。最后运用Simulink对无菌砖包设备预热温控系统进行仿真,结果表明神经元PID控制器在预热温控系统中具有良好的控制性能,研究改善了PID控制在解决变参数和非线性问题的短缺方面,达到预热温度变化时自调整的目标。     

精炼炉电极控制系统的优化

钢包精炼炉精炼的过程中,电极控制系统是钢包精炼炉控制系统的核心,采用传统的PID、模糊控制方式无法对电极的升降实现精准的控制。把模糊控制器与PID控制器并联控制系统运行,利用FUZZY-PID控制器控制,当误差过大时用模糊控制器进行控制,使系统更加稳定运行;如果误差过小则利用PID控制器控制,可减小稳态误差。利用MATLAB/Simulink进行仿真,FUZZY-PID控制器的稳态性能得到极大提高。     

基于神经网络控制的双色凹印机套准系统设计

针对目前双色凹印机套准控制器数字化、自动化及智能化不足的问题,建立双色凹印机套准误差数学模型,结合BP神经网络PID控制器的特点,设计了一种基于BP神经网络的凹印机套准控制器。根据凹印机套准误差模型中两个印组的速度与张力对套准误差的影响关系,设计神经网络模型。在单个控制周期中,神经网络通过在线学习印组速度与张力的干扰参量调整PID参数以适应当前工作环境。仿真结果证明了该系统的可行性与优越性。     

基于PSO算法的PID控制器参数优化及其在置换蒸煮立锅温差控制中的应用

在介绍置换蒸煮工艺流程的基础上,对置换蒸煮控制系统的控制要点和难点进行了分析。针对蒸煮过程中蒸煮立锅顶部药液温度和底部药液温度的差值的控制问题,设计了一种基于PSO(粒子群优化)算法优化PID控制器参数的温度-流量串级控制策略。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该控制方案具有算法简单、搜索能力快、效率高等优点,能够有效地解决PID参数优化问题;实际应用结果表明,该方案非常有效。     

基于模糊免疫PID控制器的参数整定研究

本文在将模糊免疫算法应用于PID控制器的基础上,对比细菌觅食算法和粒子群算法在永磁同步电机的伺服系统中的效果。利用这两种群集智能算法分别对模糊免疫PID的多个参数进行搜索,并对永磁同步电机伺服系统进行Simulink仿真。研究结果表明在此系统中,与粒子群算法相比,采用细菌算法进行参数整定具有更好的效果。     

线性时滞不确定系统的H∞状态反馈控制器设计

研究了具有已知常数时滞和参数不确定性的线性系统的鲁棒H∞控制问题,系统的参数不确定但有界.给出了一个基于LMI的鲁棒H∞状态反馈控制器,通过使用一种新的凸优化算法,使系统具有更小的保守性.仿真结果表明:当时滞的取值范围0≤τ≤0.4350时,存在一个无记忆反馈控制器使系统可镇定.     

冷却塔辅助地源热泵系统控制算法仿真

针对目前复合式地源热泵系统控制方法不完善的问题,文中以小型冷却塔辅助地源热泵系统为研究对象,通过响应实验法进行控制器参数整定,利用MATLAB/Simulink软件对其不同运行模式、不同控制算法进行了控制仿真。仿真结果表明:与传统PID控制和模糊PID控制相比,Smith预估PID控制在冷却塔单独运行、地埋管单独运行、二者联合运行3种不同模式下均可以达到较好的控制效果。该控制方法调节精度较高,速度快,超调小,对冷却塔辅助地源热泵系统具有一定的可行性。     

置换蒸煮锅温差控制策略研究

为提高制浆过程中置换蒸煮系统在扰动和模型失配条件下的控制精度与鲁棒性,本课题基于置换蒸煮锅温差控制系统仿真模型,提出了一种基于模糊控制算法与粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）的置换蒸煮系统温差自适应PID控制方法。首先基于粒子群优化算法设置PID控制器参数的初始值,再利用模糊算法实现PID参数自整定,最后将控制效果与传统PID控制器以及模糊PID控制器进行对比。结果表明,在单一工况下,PSO-模糊PID控制器的综合性能最好,调节时间最短,超调量最低,有效保持蒸煮立锅内药液温度的一致性;针对压力阶跃扰动和模型失配,PSO-模糊PID控制器抗干扰性能更强,总体超调量更低,调节时间更短,具有良好的鲁棒性和自适应性。     

基于改进蚁群优化算法的中高速长网纸机速度链的控制

对中高速长网纸机而言,确保速度链控制满足工艺要求对纸机正常运行有着重要意义。目前,纸机速度链控制多采用常规PID控制,但中高速长网纸机由于自身传动点多、车速快,故对闭环系统的响应速度和控制精度要求高,常规PID参数整定方法难以满足上述控制要求。蚁群优化算法（ACO）是一种适合多目标寻优的全局搜索算法,但传统蚁群算法易陷入局部最优及搜索较慢的问题,对此,本课题将信息素因子（α）和启发式因子（ ）按一定比例关系随迭代进行变化,提出一种改进蚁群优化算法,并将其应用于速度链PID控制器参数整定中。仿真结果表明,与常规PID控制相比,基于改进的蚁群优化算法PID控制系统响应速度更快、超调更小、抗干扰能力更好、鲁棒性更强。应用结果表明,该控制系统可保持纸机各部分速度长期稳定。     

基于模型的自抗扰控制器在印刷机套色控制中的应用分析

在印刷机的纠偏控制中,多以调节PID控制器的参数为研究方向,使印刷机的性能良好.自抗扰控制器的特性是控制对象的模型未知时,仍能够实现较为精确的扰动补偿.从印机物理结构以及印刷工艺出发,给出了部分推导无主轴凹版印刷机模型步骤以及完整思路.通过仿真得到基于模型的自抗扰控制器(即使模型粗糙)比普通的PID控制器,以及普通自抗扰控制器有更好的性能.