基于模糊PID控制的汽车座椅测试系统的设计

汽车座椅静载强度的测试直接关系到乘员的人身安全,其测试系统要求控制精度高,超调量小以及稳态误差小。传统的PID控制由于参数整定差,不能满足汽车座椅测试系统高精度的要求。本文将模糊控制与PID控制结合起来,设计了模糊PID控制器。通过MATLAB/Simulink对控制器的仿真分,比较传统控制和模糊PID控制的性能,验证模糊PID控制器的优越性。最终试验结果表明:模糊PID控制系统的超调量在3%以内,稳态误差在0.7%以内,具有较高的控制精度,符合测试要求。     

基于模糊PI的高速转台转速控制算法研究

高速旋转试验台是研究底排装置高速旋转性能的关键设备.针对传统PI控制器响应速度慢、控制精度低、超调量大等问题,引入了模糊PI控制算法.建立了控制系统的数学模型,给出了转台转速指令;在原有的控制律结构基础上,设计了基于模糊自适应PI的转速控制律,并对整个控制过程进行仿真.通过对比分析,结果表明:与原有的PI控制算法相比,模糊PI控制算法响应速度更快、超调更小、控制精度更高.同时,在应对共振现象时具有更好的动态特性和抗干扰能力.     

陶瓷浆料3D打印机挤压力模糊神经网络PID稳定控制研究

针对在微流挤出陶瓷浆料3D打印机作业过程中挤压力稳定控制的需求,根据打印机挤压力控制系统非线性、时变性的特点,总结了现有挤压力稳定控制策略的优缺点,并在模糊PID (proportion-integral-derivative,比例-积分-微分)控制器中嵌入神经网络结构,提出了挤压力模糊神经网络PID稳定控制策略。该策略基于六层模糊神经网络,以挤压力偏差值e和偏差值变化率ec为输入,PID控制器控制参数为输出,完成正向模糊控制过程,并基于神经网络的自学习优势实现反向传播及在线更新神经网络权值,以实现打印过程中挤压力的精准自适应调节。挤压力控制Simulink仿真、挤压力控制实验及坯体打印实验表明：相较于传统PID控制策略,采用模糊神经网络PID控制策略可使超调量减小20.9%,挤压力提前90 s达到稳定状态,压力峰值减小12 N,压力谷值增大18 N;相较于采用模糊PID控制策略,超调量减小1.73%,挤压力提前56 s达到稳定状态,压力峰值减小4 N,压力谷值增大8 N;模糊神经网络PID控制策略具有一定的优越性,可使打印过程中挤压力的控制精度更高,稳定速度更快,超调量更小,所打印坯...     

基于模糊PID的FDM型3D打印机喷头温度控制系统

目的提高FDM型3D打印机打印产品的精度及表面质量。方法针对FDM型3D打印机喷头温度控制具有的非线性特点,利用模糊规则对PID增量参数实时在线校正,设计基于模糊PID算法的喷头温度控制系统,并将其与传统PID控制器仿真对比。结果模糊PID控制器较传统PID控制器超调量小、达到稳定时间短、鲁棒性强,能够有效地提高温度控制系统的稳定性和控制精度。结论模糊PID控制能够提高FDM型3D打印机喷头温度控制精度,从而提高了打印产品的精度和表面质量。     

模糊 PID 控制在复合纸板分切机速度控制中的应用

目的为了实现在高强度复合纸板生产过程中对分切机输送速度的精确控制,以提高纸板的整体强度和生产效率,研究电机速度控制的方法。方法介绍高强度复合纸板的制作工艺流程,并围绕分切机中驱动电机的速度控制进行硬件系统设计,采用PID控制和模糊控制的复合嵌套控制方法,设计一套参数自整定的模糊PID速度控制系统,并进行系统仿真。结果模糊PID控制系统的超调量小于5%,调节时间比传统PID控制方法缩短30%以上,调节后期的振荡基本消除。结论模糊PID的复合嵌套控制方法具有超调很小、响应速度快等优越性,改善了系统的动态性能,增强了系统的抗干扰能力。     

纸纱复合制袋印刷一体机张力控制器设计

目的研究纸纱复合制袋印刷一体机纸张张力控制器。方法针对纸纱复合制袋印刷一体机的张力控制问题,结合模糊自适应PID与粒子群算法,设计基于余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法的模糊自适应PID张力控制器。利用余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法,搜索出一组最优的PID参数,来提高张力的控制精度。结果仿真结果表明,该张力控制方法的响应时间为0.25 s,最大超调量为2%,小于其他方法的响应时间和最大超调量。结论设计的控制器与传统的PID控制和模糊自适应PID控制相比,具有响应速度快、控制输出稳定、调节时间短等优点。     

模糊自适应PI法控制空调系统温度的研究

针对空调系统控制对象多变量、非线性、大滞后、时变性的特点,将PI控制和模糊控制结合起来,提出了模糊自适应PI控制,并进行了仿真。仿真结果表明这种方法的控制效果优于常规的PI控制,并消除了模糊控制稳态误差较大的缺点,具有响应时间短、控制精度高、稳定性好等优点。     

基于模糊PID的螺旋加料机构粉体进料精度控制

目的 螺旋式加料机构存在传感器响应时间差，造成系统延迟，非线性等问题，采用容积式来计量填充物料的质量的填充误差大。本文提出一种基于模糊PID控制的螺旋式加料机构计量控制系统。方法 利用模糊PID对螺杆式粉料加料装置进行控制，通过模糊规则对PID控制比例、积分、微分参数实现参数自调整。基于Matlab中Simulink模块下模拟该模糊PID控制系统。结果 该控制系统稳定时间减少了66%，快速性提高了21%，超调量降低了10%。结论 基于模糊PID控制系统的计量控制性能优于传统PID的。     

基于RBF-PID的啤酒灌装机贮液缸内液位控制

目的提高啤酒灌装质量和效率,对贮液罐液位进行精确控制。方法在传统PID控制的基础上,提出一种RBF神经网络与PID相结合的啤酒灌装机贮液缸内液位自适应控制方法。利用RBF神经网络的快速自学习能力调整PID控制的比例、积分、微分系数。结果与传统PID控制相比,RBF-PID控制响应速度快,超调量较小,系统达到稳定的时间得到大大缩短。结论文中方法提高了啤酒灌装机贮液罐内液位的控制精度,有效提高了啤酒的质量和产量。     

基于改进樽海鞘群算法的PMSM变论域模糊控制

目的 为提高自动化包装流水线的生产效率,针对永磁同步电机PI控制器参数无法适时调整而引起的稳态误差较大、抗干扰性差等问题,提出一种基于改进樽海鞘群算法的新型变论域模糊控制器。方法 通过游走策略和变异分布策略对樽海鞘群智能算法的位置更新进行改进,同时加入过界个体的加权位置修正与劣势个体二次迁移,并将优化后的算法与变论域模糊PI控制器相结合,用于调节伸缩因子,以获得对永磁同步电机更好的控制效果。结果 仿真表明,文中改进后的控制器较传统PI控制器有效减小了静态误差;同时优化后的控制器令PMSM在变速和变载工况下响应更快,较改进前的樽海鞘群算法作用下PI控制器在变速和变载工况下的超调量分别降低约21.35%和62.85%。结论 算法优化伸缩因子后得到的变论域模糊控制与其他控制相比,更有效地提高了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能,减小了损耗。     

基于Workbench的粘箱机推动臂强度分析与优化设计

目的 为提高肥料包装计量精度,设计一种肥料包装机控制系统。方法 建立肥料动态称量系统数学模型。结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,设计肥料包装计量精度控制系统。采用内模控制使PID控制器参数简化,同时模糊控制的引入实现了控制参数的在线调整。利用肥料质量偏差及其变化率,基于Mamdan二维模糊控制器实现内膜控制参数λ的自动调整。结果 实验结果表明,在模糊内模PID控制下,质量最大相对误差为1%;质量绝对误差的平均值为0.2 kg;控制算法超调量较小、具有很好的动静态性能;系统称量误差大幅度减小。结论 所述控制方法和系统可以提高称量包装设备的效率和精度。     

基于模糊内模-PID的包装机热封切刀温度控制

目的 包装机热封切刀温度控制系统存在非线性、大滞后性等特点,传统PID控制的效果也越来越无法满足工艺生产的要求,为了提高包装机热封切刀温度控制的速度和精度,进而提高封口的质量,以提高产品包装效率和品质。方法 在传统的PID控制的基础上,通过结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,提出模糊内模-PID控制算法的包装机热封切刀温度控制系统。内模控制能够使PID控制器参数进行简化,同时模糊控制的引入能够实现控制器参数的在线调整,将该新型控制算法应用到包装机热封切刀温度控制系统中,并与传统控制进行对比。结果 通过Matlab仿真软件搭建模内模-PID控制的包装机热封切刀温度控制系统仿真平台,仿真结果表明,系统响应速度、精度、超调量、抗扰动能力等比传统控制系统性能更加优良。结论 通过仿真验证了模糊内模-PID控制在热封切刀温度控制系统上的有效性和可行性,能够在温度控制系统中表现出优良的性能指标。     

定量包装控制系统的设计与实现

目的提高定量包装机的包装精度。方法在现有定量包装机基础上,设计了以PLC作为控制器,以触摸屏TPC7062KS为显示操作屏的定量包装控制系统,直接获取包装系统的运行信息和各种数据,提高了包装系统的可靠性和可操作性。在分析传统方法不足的基础上,在梯形图程序中采用模糊PID控制算法进行闭环控制。结果通过多次试验,包装精度能够达到±0.2%。结论采用该控制方法,包装精度提高了,并且基本不会受到外界因素的影响。     

锂电池悬浮式烘箱数值模拟分析与结构优化

目的 为提高盐业包装线封口温度控制精度,融合果蝇优化算法和径向基神经网络设计一种温度控制系统。方法 介绍控制系统结构,利用RBF神经网络的自学习、自适应能力实现PID控制器参数的在线调节,可确保封口温度的自适应控制。通过果蝇优化算法实现神经网络初始值优化,提高神经网络的全局搜索能力。最后,进行仿真和实验分析。结果 结果表明,温度偏差可以控制在1%以下,该控制算法具有较好的稳定性,达到稳定状态耗时较少,系统超调量明显变小,在一定程度上提升了封口温度控制的精确性和稳定性。结论 所述控制系统控制性能比较理想,可满足食用盐包装封口温度控制需求。     

食品包装高精度计量控制方法

目的 为提高食品包装过程计量组件的称量精度和效率,采用智能控制算法设计一种高精度计量控制系统.方法 在分析动态称量系统工作原理的基础上,建立称量过程数学模型,将控制对象由放料阀门开度转换为电机轴位置.考虑到传统PID控制的缺陷,结合PI Ziegler-Nichols和预测控制设计一种高精度计量控制系统.该控制系统可实现比例和积分系数的在线调整,能够抑制参数变化、负载扰动;预测控制可提高系统收敛速度和跟踪能力.最后进行仿真和实验研究.结果 仿真结果表明,智能控制算法具有比较强的自适应、自整定能力,计量精度可以达到静态称量水平,均高于99.5％.结论 食品包装高精度计量控制系统具有精度高、稳定性好、称量效率高等特点,在实际应用中对称量过程的控制效果相对较好.     

包装机拉膜机构纠偏装置鲁棒控制系统设计

目的 为提高包装生产线纠偏机构控制精度，改善产品外观，提高产品合格率，结合转矩观测器和积分型滑模变结构算法设计一种纠偏装置控制系统。方法 在分析纠偏装置结构的基础上，以纠偏伺服电机为研究对象，提出一种电机控制方法。负载转矩观测器和积分型滑模控制器不但可以解决负载扰动对控制系统性能的影响，而且可以减小滑模控制器的抖振幅度，饱和函数则可以进一步减小系统抖振。通过实验验证所述方法的可行性和有效性。结果 实验结果表明，所述控制方法基本无超调量，达到稳定状态约耗时0.5 s;采用所述纠偏装置，包装薄膜跑偏量最大值只有0.70 mm，包装合格率均在97%以上。结论 在保证产品质量前提下，纠偏装置鲁棒控制系统可以提高产品合格率和包装生产线工作效率。     

枕式包装机包装材料供送速度控制

目的 为了提高包装袋的袋长精度,提升包装袋体外观质量。方法 提出一种基于神经网络PID自适应的三伺服枕式包装机包装材料速度控制方法,将传统的PID控制方法同神经网络控制相结合,设计一个神经网络PID控制器,包括控制器结构和学习算法,可用于解决相关非线性问题。结果 仿真和实验结果表明,采用神经网络PID控制方法,包装材料速度达到稳态时,所用时间约为2 s,最大超调量不超过2%,包装袋长误差能够有效控制在±1 mm以内。结论 所设计的控制方法与传统的PID控制相比,具有响应速度快、抗干扰能力强、控制输出稳定等优点,能够显著提高包装袋长精度。     

基于模糊神经网络的包装机械臂定位方法研究

目的 为提高包装机械臂的抓取精度,文中基于模糊神经网络设计一种包装机械臂定位方法。方法 将激光测距仪与工业相机融合,可实现目标点的初步定位并得到位姿偏差。以机械臂末端位置误差补偿为例,设计一种模糊神经网络控制器,可实现PID控制关键参数的在线调整以提高误差补偿精度。进一步地,采用果蝇优化算法实现神经网络控制器初始值的优化,可提高控制系统性能。最后,进行实验研究。结果 实验结果表明,机械臂定位算法可使最大绝对误差从7.704 9 mm下降到1.424 2 mm;平均绝对定位误差降低约82.5%;机械臂执行效率与对照组相当。结论 该定位方法可以大幅度提高包装机械臂定位精度,可满足包装、化工、食品等相关行业要求。     

动态定量称量包装系统BP神经网络PID控制算法

目的针对动态定量称量包装控制系统具有大惯性、滞后、非线性且无法建立精确数学模型等缺点,研究提高动态定量称量包装系统控制精度的方法。方法提出了一种改进型BP神经网络PID的定量称量包装控制系统,将BP神经网络与PID控制方法相结合,通过神经网络的自学习、加权系数的调整,优化PID控制器参数K_i,K_p,K_d,并将粒子群算法引入到神经网络中作为其学习算法,以有效提高BP神经网络算法的收敛速度。结果仿真和实验结果表明,改进型BP神经网络PID控制响应速度快、超调量较小,系统称量误差得到大幅度减小。结论所述控制方法可以明显提高定量称量控制过程的稳定性、精确性以及鲁棒性。