具有执行器饱和系统的控制器设计理论及应用研究

在实际的控制系统中，带有执行器饱和系统是一类常见的非线性系统，如果仅用传统的线性方法对系统控制，执行器的饱和将使系统的动态性能降低，甚至导致闭环系统不稳定。为了降低饱和对闭环系统的影响．本文设计了由非线性控制律和PID控制器两部分组合而成的控制器。非线性部分使闭环系统输出达到设定值时有较大阻尼率以降低超调量。本方法应用于伺服跟踪系统，仿真结果表明了该方法的有效性。     

神经网络PID复合智能控制参数自整定研究

针对具有时滞一阶非最小相位系统的被控对象,提出了一种基于神经网络的PID复合智能控制设计方案,推导出复合PID控制器控制参数的整定方法.考虑到被控对象的不确定性、慢时变等特点,以神经网络元构造基于自动化复合PID控制器,解决了基于自动化复合PID控制参数在线调整的问题,使复合PID控制器适用范围更广泛.对闭环控制系统模拟结果表明,该系统控制参数整定方法简单,具有非常好的控制效果.     

一种电容式闭环微加速度计系统

为了提高闭环微加速度传感器的性能,对反馈系统实现更好的控制作用,引入了PID控制器,并建立了闭环系统数学模型,分析了系统的传输函数.利用SIMLINK对该模型进行了仿真分析,结果表明PID控制器很好的改善了系统的阻尼,减小了系统的响应时间和调节时间.通过实验得到阶跃响应波形,证明PID控制的引入可以大大提高系统性能。     

Intelligent PID controller based on ant system algorithm and fuzzy inference and its application to bionic artificial leg

A designing method of intelligent proportional-integral-derivative(PID) controllers was proposed based on the ant system algorithm and fuzzy inference. This kind of controller is called Fuzzy-ant system PID controller. It consists of an off-line part and an on-line part. In the off-line part, for a given control system with a PID controller,by taking the overshoot, setting time and steady-state error of the system unit step response as the performance indexes and by using the ant system algorithm, a group of optimal PID parameters Kρ, Ti^* and Td^* can be obtained,which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kρ, Ti^* and Td^* and according to the current system error e and its time derivative, a specific program is written, which is used to optimize and adjust the PID parameters on-line through a fuzzy inference mechanism to ensure that the system response has optimal transient and steady-state performance. This kind of intelligent PID controller can be used to control the motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. The result of computer simulation experiment shows that the controller has less overshoot and shorter setting time.     

基于模糊PID的热水解反应控制算法研究

为减少超调量,缩短调节时间,提高系统的稳定性,提出一种基于模糊PID的控制算法,采用西门子S7-300可编程控制器PLC对系统温度进行控制.在控制回路上将原有的常规PID控制器加以改进,形成新的模糊-PID控制器,并与可编程控制器的逻辑判断指令相结合,使PID控制更为灵活,较好地满足生产过程的要求.仿真结果表明:该模型能够更好地缩短系统的响应时间且减少超调量,可以满足热水解反应釜生产过程中对温度的实时控制要求.     

基于ITAE标准函数的纯滞后系统控制

针对纯滞后控制对象,提出了一种基于ITAE标准优化函数的控制器设计方法,将控制器和对象构成的闭环传递函数等效为具有ITAE控制指标的ITAE最佳传递函数,从而求解出控制器参数.对于纯滞后对象,利用一阶Pade近似式来近似纯滞后环节,给出了改进后的系统模型,利用ITAE控制器在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明:所提出的设计算法简便实用,避免了复杂的参数在线调整过程,在系统模型发生摄动的情况下,均有着较传统PID控制更好的稳定性和鲁棒性,显示了这一设计方法较好的应用前景.     

直流无刷电机位置跟踪的模糊PID控制

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab/Simulink建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用PI控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,论文的研究工作对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

增益调节用模糊PID研究控制

本论文将介绍ＰＩＤ控制器中实现最住增益调节的一种新方法。此方法首先对控制对像阶跃响应的一阶延迟模型进行Ｐａｄｅ降阶处理,然后用 Ｚｉｅｇｌｅｒ－Ｎｉｃｈｏｌｓ方法确定初始值,接着计算含有最大超调量、衰减比、上升时间、稳定时间的模糊推理函数值为最大时的ＰＩＤ系数。此方法的优点是：对控制对像的特性和滞后时间的变化具有较好的适应能力。     

时滞不稳定过程PID控制器直接设计法

直接在时域上设计时滞不稳定过程比例积分微分（PID）控制器。采取双回路三环节的控制结构,目标是优化两个时域指标-阻尼系数和积分增益。然后,合并三个环节得到设定值加权PID控制器。仿真表明该方法是有效的,具有好的鲁棒稳定性和性能。     

自适应神经元PID控制器在过热汽温控制中的应用

对比了自适应神经元PID控制器的3种控制算法,在研究了一种采用新型性能指标的自适应神经元PID控制器基础上,提出了新的锅炉过热蒸汽温度串级控制系统,其主环采用了单神经元PID控制器,控制器参数的自适应调整采用了经过加权补偿的性能指标。总结了算法中参数的设置规律。仿真研究表明该方法的有效性。     

水轮机组调节的模糊控制算法研究

从提高模糊控制精度出发．提出了一种混合参数自调整模糊PID控制器结构,融合了常规PID控制器和模糊控制的优点．控制器主要包括了常规PlD控制器、增益调整型模糊控制器和直接控制型模糊控制器3个部分,能根据对象参数的变化合理地调整控制器的参数．叙述了混合参数自调整模糊PID控制器各部分的功能和参数的选择．针对水轮机组控制的仿真实验表明了该控制策略的有效性,与常规PID控制器的对比结果表明该控制算法能够提高系统的响应速度和鲁棒性．     

基于DSP他励直流电机模糊PID控制器仿真研究

针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性,常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题,提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法,以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量,采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。以DSP开发系统作为仿真平台,将他励直流电机传递函数转换为差分方程,构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。利用DSP高速运算能力进行在线仿真,观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。CCS2.0和MATLAB仿真实验表明：模糊PID控制器基本实现输出无超调,系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。模糊PID控制器应用于他励直流电机调速系统中,控制性能明显高于基于常规PID的调速系统。     

神经网络PID控制系统设计与实现

设计了神经网络PID控制器,并搭建了交流变频调速控制系统,利用VB和DSP实现了变频调速控制系统。实验结果充分证明了神经网络PID控制器参数能够在线整定,具有较强适应性、系统响应速度快、抗干扰能力强的特性。     

多机系统TCSC非线性PID控制器研究

TCSC阻抗控制是实现TCSC其他控制功能的基础,而系统层控制在一定的控制策略下对电力系统的目标参数进行及时有效地反映.结合非线性控制和PID控制的优点,采用非线性控制作为系统层控制,PID控制作为中层控制,设计了控制器,其控制策略采用本地信息,不依赖于系统的精确模型.在Matlab/Simulink仿真环境下搭建两区域四机系统进行仿真.结果表明,该控制器在提高系统暂态稳定性方面有很好的作用.     

基于遗传算法的无刷直流电机的PID控制

无刷直流电机（BLDCM）是一种多变量和非线性的控制系统,文中提出了一种使用遗传算法优化的PID控制器,并用于无刷直流电机的控制中。系统使用电流和转速双闭环控制,速度环采用PID控制器进行控制,PID参数通过遗传算法进行离线优化。通过仿真分析,系统较好地实现了给定速度的跟踪,具有控制灵活、适应性强等优点,同时又具有较高的控制精度和较好的鲁棒性。     

Grey Prediction Fuzzy Control of the Target Tracking System in a Robot Weapon

Grey modeling can be used to predict the behavioral development of a system and find out the lead control values of the system. By using fuzzy inference, PID parameters can be adjusted on line by the fuzzy controller with PID parameters self-tuning. Acco     

船舶航向反步自适应控制

针对反步控制算法控制参数多、难整定的问题,经过理论分析提出基于期望指标的二阶系统参数整定方法.将系统变换为二阶系统形式,在选取闭环系统的自然频率、阻尼、闭环系统调节时间与超调量后,确定系统闭环极点,由极点整定了两个关键控制参数,积分增益取值参考PID控制器中积分时间参数的方法整定.在海浪干扰和船舶模型参数出现很大摄动的情况下,对所设计控制器进行了仿真试验,结果表明,所设计的控制器具有很好的鲁棒性,提出的整定控制器参数方法是可行的.     

基于蜂群算法的精密运动控制方法

针对在精密运动控制系统中,传统PID控制器的控制精度不够,控制参数不能随着负载、环境的变化而变化这一问题,将蜂群算法与传统PID控制相结合,提出了蜂群PID控制方法,并应用在微位移控制系统中,通过精密运动控制阶跃响应性能分析,仿真出调节时间、稳态误差、目标函数、适应度函数等参数的变化曲线.结果表明,蜂群PID控制算法可使精密运动控制系统拥有更快的响应速度、更高的定位精度,并且其参数可实现自动寻优,验证了蜂群PID控制算法在精密运动领域的可行性.     

基于BP神经网络的改进增量式PID暖通控制器设计

为了克服传统PID控制在暖通空调系统应用中超调量大、控制精度低的缺陷,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器设计方法.利用BP神经网络具有很强的学习能力、任意逼近非线性能力、自适应性和鲁棒性等特点,将BP神经网络与PID控制结合,实现了PID的3个控制参数的在线自整定.仿真结果表明,该方法可以显著改善系统的动态性能和控制精度,实现了PID控制参数的在线动态调整,避免了由于系统模型和结构参数变化导致的控制效果不稳定.     

模糊PID算法在回转窑的喂煤量—烧成带温度控制系统中的应用

喂煤量-烧成带温度控制系统是回转窑生产的一个重要组成部分,但其具有大惯性、纯滞后、非线性等特点,常规PID控制算法难以对其生产温度进行准确的控制。文章提出的模糊PID控制器是将模糊控制与传统PID控制相结合,用模糊控制理论在线整定PID控制器的比例、积分、微分系数。仿真结果表明,该控制器在响应速度、稳态精度等方面均优于常规PID控制器。