基于模糊粒子群PID算法的温控系统研究

针对电容器热压机温度控制系统存在滞后大、非线性的问题,分析了电容器热压机温度控制系统的原理,建立了温度控制系统的数学模型。通过对传统PID控制算法、粒子群算法和模糊控制算法的研究,提出了一种将模糊粒子群PID算法应用于温度控制系统的方案。用MATLAB对温控系统进行仿真,得出采用传统PID控制算法的温控系统的调节时间和超调量分别为66s和58.173%,而采用模糊粒子群PID算法的温控系统的调节时间和超调量为分别是34s和6.295%。研究结果表明,基于模糊粒子群PID算法的电容器热压机温度控制系统在调节时间、超调量和抗干扰能力等方面均优于传统PID控制算法。     

基于改进PID算法的电压调节器智能控制

电压调节器的工况十分复杂,其具有非线性、突变等变化特点,传统PID控制算法存在超调、控制准确度低等不足,为改善电压调节器的控制性能,提出一种改进PID算法的电压调节器控制算法。将PID的三个参数编码成为一个萤火虫位置相量,通过模拟萤火虫种群的觅食和寻偶行为找到最优PID参数,然后通过PID参数在线调节实现对电压调节器的智能控制,最后采用Matlab 2012软件进行仿真对比实验。实验结果表明,相对于传统PID参数优化算法,改进PID算法可以使电压调节器控制系统的超调量减小,响应时间加快,提高了系统的稳定性能。     

基于ELMAN神经网络PID控制的BLDCM调速系统设计

针对无刷直流电机时变性、非线性、耦合性等特性,设计改进Elman神经网络PID控制算法。改进算法融合分层递阶思想和小生境PSO算法思想,联合优化ELMAN神经网络结构及初始化参数,解决传统控制算法收敛速度慢、易早熟、需人工设置网络结构及初始参数等问题。引入自适应灾变因子提高寻优精度。仿真结果表明,使用改进算法优化PID控制器可使BLCDM调节时间和超调量大幅减小,响应速度加快,具备较好的动态性能和较强的鲁棒性。     

基于改进的PID柴油机冷却水温控制系统

针对传统的PID柴油机冷却水温控制系统的控制精度较低稳定性差的现状,设计了一种改进的PID柴油机水温控制系统.该系统将积分分离PID继电自整定控制算法引入传统的柴油机水温控制系统中,在被控量与设定值偏差较大时取消积分作用,避免了由于积分作用造成的系统稳定性降低,超调量增大.应用结果表明,改进的PID控制器能在闭环状态下整定参数,降低控制系统的超调量,使系统的控制精度和稳定性得到显著提高.     

基于80C196KC单片机的智能型开关电源研制

针对传统PID控制算法无法实时自适应开关电源负载扰动和非线性特性的不足,提出了基于模糊逻辑的单片机80C196KC的智能控制策略,将单片机的测控技术和开关电源的脉冲宽度调制(PWM)技术相结合,采用先进的模糊控制算法实现电压调节。仿真结果表明,与传统PID控制算法的效果相比,模糊控制动态响应快、超调量小、具有较好的适应性和应用价值。     

基于模糊BP神经网络的智能轮椅BLDCM控制

现阶段多数轮椅电机仍使用传统PID控制,该控制方式存在控制精准度较低、超调量较大以及抗扰动能力差等问题。为解决以上问题,通过对无刷直流电机进行研究,在分析了其控制方法后,提出一种基于模糊BP神经网络的BLDCM控制方法。首先,研究了BLDCM结构并搭建数学模型。其次,在模型基础上构建了模糊BP神经网络PID控制器。最后,在Matlab/Simulink中搭建整个电机控制系统进行三种不同工况下的运动控制仿真,并与传统PID控制算法进行对比。实验结果表明：模糊BP神经网络PID控制策略能获得更好的PID控制参数,具有良好的抗扰动能力,有效的改善了整个轮椅控制系统的动态性能。     

数字电源模糊自适应PID控制算法仿真研究

改善数字电源控制精度和动态性能是目前数字电源研究的热点;基于MATLAB仿真研究了数字电源的模糊自适应PID控制算法;仿真结果表明自适应模糊控制的数字电源具有超调量小、稳定时间短、静态误差小的特点.     

锅炉过热蒸汽温度动态预测PID控制算法

针对过热蒸汽温度大迟延、大惯性的特点,提出了一种基于预测模型的动态预测PID控制算法。该算法通过动态预测求解系统迟延后的偏差,将偏差信号提前送至控制器,其控制作用经过迟延后适时作用于被控对象上,从而减小超调,加快调节过程。在600 MW燃煤机组全范围仿真系统进行仿真试验,并将动态预测PID控制与串级PID控制进行对比。结果表明,动态预测PID控制算法能够将过热蒸汽温度控制在设定值范围内,超调小,计算量小,结构简单,易于工程运用。     

基于动态矩阵算法的直接空冷背压控制的优化

由于直接空冷背压控制系统具有非线性、时变、大时滞、多变量等特点,传统PID控制无法取得预期的控制效果。针对上述问题,设计了一种动态矩阵算法,这种算法将系统未来的输出值提前反馈到控制器,对过程纯滞后特性具有明显的补偿效果,提高系统的稳定性和鲁棒性。结合某300MW直接空冷机组背压控制系统的数学模型进行仿真试验,结果表明,该控制算法相对于传统PID控制不仅超调量小,调节时间短,改善了控制系统动态响应性能,而且能有效解决模型参数改变带来的不稳定性,具有较强的适应性。     

改进型PID控制永磁偏置磁悬浮轴承

针对传统PID控制超调与调节时间存在矛盾及磁悬浮轴承的特殊性,提出了具有一定非线性补偿能力的改进型PID控制算法,根据偏差与偏差变化率的关系,使比例、积分、微分调整大小、分时作用。在MATLAB的Simulink环境下搭建永磁偏置磁悬浮轴承的控制系统模型,用S-function函数实现改进型PID的控制算法和永磁偏置磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,改进型PID控制器相对于传统PID控制器对永磁偏置磁悬浮轴承在动态性能、抗干扰能力上有比较好的控制效果,且提高了永磁偏置磁悬浮轴承的刚度,其算法在数字控制器中较容易实现。     

自适应模糊PID轧机厚度自动控制系统设计

针对在AGC板厚控制系统中存在时滞、时变、大惯性、非线性等问题和传统PID控制参数整定不易的局限,提出了将模糊控制和PID控制结合起来,构造了一个模糊自适应PID控制器,通过模糊控制规则在线调整PID控制器的参数.经Matlab仿真实验表明,模糊自适应PID控制器比传统PID控制器的动态响应曲线好,响应时间短,超调量小,稳态性能好,动静态性能好,取得了令人满意的控制效果.     

基于非线性观测器的DFIG直接功率控制

与传统的双馈感应发电机矢量控制方法相比,直接功率控制可简化控制器结构,提高系统的鲁棒性.文中提出基于非线性状态观测器的直接功率控制策略,并引入跟踪微分器以改善系统的动态性能,解决传统直接功率控制系统中快速性与超调量间的矛盾.理论分析与仿真实验表明基于非线性观测器的DFIG直接功率控制能够实现快速无超调控制,同时减小动态...     

基于Lyapunov函数的永磁同步电机速度控制器设计

传统的PI速度控制器具有速度超调、动态时间长、跟踪精度低、抗负载转矩扰动能力和恢复能力差等缺点。提出了利用永磁同步电机(PMSM)的运动方程和转矩方程推导出控制系统q轴电流给定量,基于Lyapunov稳定性条件设计出的一种PMSM速度控制器。相比于传统的PI速度控制器,该控制器没有速度超调量、动态时间短、跟踪精度高,抗负载扰动能力和恢复能力有一定的提高。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了提出的PMSM速度控制器的有效性,获得了很好的速度控制性能。     

基于CMAC神经网络的永磁同步电机控制方法研究

将一种基于CMAC神经网络的PID控制器引入到永磁同步电动机交流调速系统中,取代传统的PMSM双环控制系统中的转速外环PI控制器。实验结果表明,运用该控制方法的系统响应快、超调小、鲁棒性好,较常规PI控制具有更好的动、静态性能。     

无刷直流电机抗饱和变结构PI控制研究

无刷直流电机(BLDCM)电流滞环控制系统中转速调节器因存在电流限幅环节会产生积分饱和现象,从而导致了控制系统的超调量增大,动、稳态性能变差等一系列问题。为此,对BLDCM电流滞环控制系统的积分windup现象进行了分析,并将抗饱和变结构PI控制算法应用到BLDCM电流滞环控制系统的转速调节器中。为验证采用控制方法的有效性,在MATLAB/Simulink仿真平台下搭建了控制系统仿真模型,仿真结果表明:相对于传统的PI控制算法,抗饱和变结构PI控制算法能够使系统的积分饱和现象得到抑制,速度响应的超调量更少,到达稳态时间更短,同时还提高了系统对负载扰动的鲁棒性。     

基于Supertwisting滑模永磁同步电机驱动的转速和转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)空间矢量的直接转矩控制方案超调频繁、响应时间慢等问题,将传统的转速PI控制器和转矩PI控制器替换成Super-twisting滑模控制器,并从理论上证明了Super-twisting滑模控制器用在转速环和转矩环上能在有限时间内收敛。借助MATLAB/Simulink仿真软件研究了PMSM的转矩脉动,分析了其动态响应速度。仿真结果表明,在空间矢量直接转矩控制中采用Super-twisting滑模控制器与PI控制器相比有更小的转矩脉动,提高了动态响应速度并且解决了超调频繁的问题。     

基于滑模锁相环永磁同步电机无传感器控制动态性能改进

高频信号注入法解决了永磁电机无速度传感控制在零速和低速运行时的许多难题,但是动态性能较慢也是一大不足。针对高频注入永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制动态响应问题,提出了一种基于变结构滑模控制改进的锁相环(PLL)结构。该结构在传统的PLL基础上,通过对高频信号调解后的PLL输入信号进行滑模控制从而提升PLL的动态性能。该方法比传统的PLL结构增强了系统的动态响应能力,且不需要电机参数,由于变结构滑模函数的引入,也增强了系统的鲁棒性能。仿真和试验结果证明,该方法缩短了电机动态响应时间,减小了动态响应过冲,证明了改进算法的可行性与有效性。     

模块化多电平矩阵变换器的平坦控制策略

模块化多电平矩阵变换器(M3C)能实现三相交流-交流的变换,其突出优势是易于模块化、可靠性高、谐波含量低等,可用于高压大容量变频调速系统。针对传统PI控制稳定速度慢、易产生超调、动态性能差等缺陷,基于微分平坦理论推导出适用于M3C的非线性平坦控制策略,并通过李雅普诺夫方法证明了平坦控制系统的稳定性。平坦控制具有响应快速、无超调、跟踪无静差、动态性能高等优点,能极大地改善M3C输入、输出侧电流的控制效果,且在输入侧频率、输出侧负载变化等运行工况下,平坦控制策略依旧能保持极低的系统冲击量,整体控制效果较好。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台对不同工况进行仿真,结果验证了平坦控制策略的正确性和优越性。     

基于新型趋近律的PMSM反演滑模控制

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中,针对传统的PI控制器控制精度不足、超调量大、易受外界扰动影响的问题,本文提出了一种反演滑模控制器替换传统的PI控制器,该反演滑模控制器是由反演法与滑模控制理论相结合产生的,且在趋近律设计方面引入双曲正切函数和系统状态变量,从而形成一种新型趋近律,代替传统的指数趋近律,提高系统的收敛速度,减小滑模抖振现象。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,该方法使系统对电机的转速有着良好的控制效果,与PI控制、传统滑模控制以及变指数滑模控制相比较,具有较好的动态响应性能,转速超调量分别减少了22.15%、18%和2.75%,系统抗扰动能力提高,具有较强的稳定性。