基于复合模糊控制的血液透析机温度控制系统

根据血液透析机温度控制系统具有大惯性、滞后性的特点,提出了一种基于模糊控制和PID控制相结合的方案,在大误差时采用模糊控制加快系统响应,小误差时采用PID控制减少超调量和提高控制精度。通过调节PWM的占空比控制固态继电器的开关时间,实现对透析液温度的控制。实验结果证明该方法具有超调量小、控制精度高、响应速度较快的特点,满足血液透析机的恒温要求。     

基于DSP恒温水浴温度复合智能控制方法

针对恒温水浴高精度温度控制要求,将基本模糊控制与仿人智能控制有机融合,并结合DSP的PWM控制,提出了一种恒温水浴温度的复合智能控制方法;当目标温度与水浴实际温度误差大时,系统采用模糊控制以减少温度超调和上升时间,当目标温度与水浴实际温度误差小于模糊控制的静态误差,系统采用仿人智能控制以减少温度控制的系统误差;将这种采用复合智能温度控制方法的恒温水浴应用于重力式毛细管粘度仪,实验表明,恒温水浴的超调量小,稳态误差≤0.05℃,优于粘度测量的国家标准。     

多传感器数据融合和Fuzzy控制技术在恒温供水中的应用

在恒温供水系统温度检测中采用多传感器数据融合技术,经过分批估计后得到不受个别传感器失效影响的温度融合结果,以提高温度测量的可靠性;利用Fuzzy控制技术对融合结果进行建模,获得模糊控制查询表,据此表控制加热单元,实现恒温供水中温度的精确控制.试验证明控制曲线的温度超调量和达到控制温度所需时间明显优于传统的PID控制.     

复合FUZZY-PID焊缝跟踪控制算法

本文设计了一种用于水下焊接机器人焊缝跟踪的复合FUZZY-PID控制器,采用模糊控制和PID并联的控制模式,在大的误差范围内采用FUZZY-PID控制,进行快速响应调整,在小的误差范围内采用传统线性PID控制进行小偏差的调整.两种控制模式采用基于阈值的切换方法,当焊缝偏差小于2mm时,采用PID控制,当偏差大于2mm时,采用模糊PID控制.通过试验可以看出,这种复合模糊PID控制器动态响应快,超调量小,稳态精度高,能够满足焊缝跟踪的要求.     

基于改进PID的恒温控制软件设计与实现

恒温控制环境中,存在随机性很强的温度跳变.为将温度控制在一定值,需要PID控制过程做出快速反应.但是针对非线性、滞后性和时变性的控制系统,PID需要大幅改变参数才能保证在跳变环境下的恒温控制,导致控制过程中的响应时间和超调量效果较差.提出基于改进PID的恒温控制软件设计方法,利用免疫控制的原理,将传统的PID控制方法与免疫控制原理相结合,对免疫参数η和K进行合理调整,在不同的免疫响应阶段,通过T细胞的促进和抑制作用,使得响应时间和超调量之间的矛盾得到极大的改善.通过冷库恒温控制系统的仿真实验表明,改进PID恒温控制软件在工况发生较大改变时仍然具有优良的控制效果.     

基于ARM的模糊自适应PID温度控制系统设计

为了解决传统PID控制器控制电冰箱温度所存在的响应速度慢、控制精度不高等问题,本文采用自整定模糊PID控制算法设计了模糊PID控制器,并在MATLAB环境中进行了仿真,与常规PID控制器的性能进行了对比,结果表明模糊自适应PID控制器的响应特性优于传统的PID控制器,响应速度更快,稳态精度更高,超调量更小,提高了电冰箱温度控制系统的性能.最后在ARM芯片上实现模糊控制算法,模糊控制表采用新方法二维矩阵存储,以便方便查询和管理,更好地满足温度调节的实时性.     

炉温控制系统的仿真研究

针对现实应用中对电阻炉温度控制的高精度要求,由于电阻炉这样的大滞后、非线性、时变的复杂系统,因此设计了-种参数自整定的模糊PID温度控制系统,实现了对电阻炉温度控制的精确控制.系统融合了传统PID控制和模糊控制两大控制理论的优点.通过仿真和在某热工检定系统上的实验表明,方法有效解决了快速性和超调量之间的矛盾,响应快、无超调、鲁棒性强,具有良好的控制效果和品质,并可适应对象以及外部环境引起的扰动,动态特性明显优于传统PID控制.     

基于图像处理的模糊控制埋弧焊缝跟踪研究

焊接工艺由于其本身加工过程及环境的复杂性,使得焊缝难以精确跟踪.针对埋弧焊系统,采用视觉传感器进行焊缝跟踪,得到误差信号后,使用分段拼接控制的方法,使误差快速收敛,且减小超调.首先对焊缝图像进行预处理,使用自动化的阈值进行分割得到焊缝区域,应用边缘检测和Hough变换得到焊缝边缘,计算得到焊缝中心位置、焊矩和焊缝偏差;然后采用模糊增量式分段PI控制处理误差,当误差较大时采用增量式PI控制消除误差,当误差较小时应用模糊控制,设计了隶属度表以及模糊推理机制,采用小误差的模糊控制有效地抑制了超调,使误差快速收敛.最终仿真结果显示,使用PI混合模糊控制后,超调量被控制在0.2个单位以内,调节时间小于1 s,基本实现了对焊缝的快速准确跟踪.     

热定型机的神经网络优化模糊-PID控制研究

热定型机的温度是复合管材生产过程中的重要参数，往往需要精确控制。由于该温度对象具有滞后特性，采用传统的PID控制、模糊控制或神经网络控制等单一的控制策略效果并不十分理想。本文提出了神经网络优化模糊一PID控制，并进行了相应研究，研究结果表明，该控制方法在超调量、调节时间、稳态偏差等控制性能指标上比传统的PID和单一的智能控制具有较好的效果。     

基于PLC的金刚石烧结体温度控制系统

以可编程控制器PLC为核心,形成纯滞后一阶闭环温度自动监控系统.在加热阶段采用模糊控制算法进行升温控制.保温阶段,采用PI算法实现恒温控制.即采用模糊控制和PI控制相结合办法,达到金刚石烧结体温度稳定控制的目的.结果表明该系统稳定误差不超过0.5%,超调量为1%.具有响应速度快,稳定时间短,控制精度高等特点,具有推广应用价值.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.