PID调节器的一种闭环测试方法

提出了一种ＰＩＤ调节器的闭环测试方法。采用这种方法能够快速、准确地测试ＰＩＤ调节器参数，适合于现场应用。     

一种模糊PID自整定调节器的设计

基于Ｆｕｚｚｙ集合理论，设计了一种新型的ＰＩＤ自整定调节器。给出了辨识该调节器模糊模型的方法。计算机仿真结果表明，该方法是可行的。     

PID参数继电自整定的一种方法

介绍了ＰＩＤ调节器参数的继电自整定的基本原理。通过分析一阶惯住加纯滞后对象在继电特性作用下的输入输出持性，推导了计算对象特性参数的公式。利用这些公式进行辨识，从而整定ＰＩＤ参数。实验表明，这是一种行之有效的ＰＩＤ参数自整定方法。     

基于无量纲参数的PID控制器参数整定方法

通过扩展的内模整定方法提出了基于无量纲参数（无量纲时滞时间和无量纲过程增益）的ＰＩＤ控制器参数整定方法,给出了ＰＩＤ控制器参数整定公式对系统的时滞大小没有限制,对于不同的时滞系统均适用;而且整定后的闭环系统与原模型参数无关,其瞬态性能指标和鲁棒特性具有一致性。     

PID参数整定发展的趋势

在详细分析ＰＩＤ 参数整定发展的基础上, 指出传统ＰＩＤ 参数整定具有物理意义明确、易于掌握的优点以及其参数优化不够的缺点, 并对现行ＰＩＤ 参数自整定的一些做法给予评述, 指出了几种ＰＩＤ 参数优化的特点． 最后就ＰＩＤ 参数整定发展的方向进行展望, 揭示先进控制理论与ＰＩＤ 整定方法的融合是新型ＰＩＤ 控制器产生的途径     

基于遗传算法的PID参数整定与优化

ＰＩＤ参数整定与优化一直是自动控制领域研究的重要问题。采用遗传算法进行ＰＩＤ参数整定与优化是一种寻求全局最优且与初始条件无关的优化方法。在参数整定与优化过程中,考虑了过程控制系统的参数整定特点和寻优精度。仿真表明：该方法比一般ＰＩＤ参数整定方法具有更好的控制性能指标,不失为一种具有较好实用价值的ＰＩＤ参数整定与优化方法。     

感应电机单神经元微分积分比例调节器

运用常规的控制方法很难使普通感应电机转子的速度或位置在任何时候自动、连续、准确地复现给定信号的变化规律。讨论了一种采用单神经元ＰＩＤ（比例－积分－微分）调节器来实现感应电机速度跟踪的方法。首先介绍了单神经元ＰＩＤ调节器的基本工作原理,然后构造了采用单神经元ＰＩＤ控制的感应电机调速系统的仿真模型,最后通过计算机仿真,对此种调节器在应电机调速系统中的应用进行了分析,仿真结果难了此调节器可使感应电机具有     

同步发电机励磁的自适应 PID 控制

采用带可变遗忘因子的最小二乘参数辨识算法和带可变移动因子的极点移动技术,推导出一种新的自适应ＰＩＤ励磁控制算法,实现了同步发电机励磁的非线性调节。文中介绍了调节器的设计原理,给出了动模试验结果。结果表明,该励磁调节器具有很好的调节特性,不仅优于常规的ＰＩＤ控制器,而且比其它控制规律的励磁调节器更简单、更适合工程应用。     

模糊PID控制器的设计研究

本文以数字ＰＩＤ控制器为基础，引入模糊集合论，将ＰＩＤ参数动态变化，介绍了一种新的模糊ＰＩＤ控制器。着重对模糊ＰＩＤ控制器的结构、原理、设计原则和步骤进行了叙述。研究结果表明，与数字ＰＩＤ控制器相比，模糊ＰＩＤ控制器的动态品质较优，适应性更强。     

PID参数整定的自动优化仿真

讨论了利用微机对ＰＩＤ参数进行自动优化仿真的几个问题,为ＰＩＤ参数在线优化提供了可能性。     

船用舵机电液伺服单元单神经元自适应PID控制的研究

在分析了船用舵机电液伺服单元的基本原理和数学模型的基础上,设计了单神经元自适应PID控制器。用单神经元PID替代常规PID控制,通过神经元的学习来调整PID参数,利用神经网络良好的自适应和抗干扰能力．使控制系统对参数变化表现出良好的控制性能和鲁棒性。通过仿真证明了该系统有较好的控制效果。     

一种自适应PID算法

本文提出了一种基于内模控制原理的自适应PID控制算法。对于对象时滞时变、或模型与对象的阶次失配具有鲁棒性,并适用于非最小相位系统的控制。该控制算法设计简单,整定参数少。还可用于整定常规的PID控制器的控制参数。     

高阶对象和低阶模型自适应系统

本文从理论上分析了具有高阶对象和低阶模型的模型跟随自适应控制的可行性。讨论了当参数不知时,自适应机构的建立。论证了这种自适应系统与PID控制的反馈控制系统的关系,从自适应控制的角度对其进行了实时仿真,取得了满意的效果。     

基于LPV模型的鲁棒PI控制方法

基于LPV模型的非线性系统设计同时满足设定点跟踪和扰动抑制性能的比例积分微分(proportional integrator differential,PID)控制器的研究较少,即使对于单一模型系统的设计方法中也很难找到同时满足以上2种性能的PID参数.针对以上问题作者提出了适用于LPV模型系统的鲁棒比例积分(proportional integrator,PI)控制器设计方法,首先设计有增益自适应调节的PI控制器满足非线性系统干扰抑制性能,进而追加2个前项增益参数分别调节已设计的自适应P和I参数满足设定点跟踪性能,通过前项增益调节使得控制系统同时满足以上2种设计指标,并通过仿真及实验验证了该法.     

PID参数模糊自整定控制在液位控制系统中的应用

针对液位控制过程中存在的大滞后、时变、非线性的特点,提出了PID参数模糊自整定控制算法。运用阶跃响应测试对双容水箱液位系统建立数学模型选取恰当的隶属度函数和PID控制规则,设计PID参数模糊自整定控制器。最后,利用MATLAB工具对PID参数模糊自整定控制算法和传统PID控制算法进行仿真比较。仿真结果表明,与传统PID控制算法相比,PID参数模糊自整定控制算法具有超调小、调整时间短等特点。     

基于内模原理的PID控制器参数整定

基于内模控制原理,针对一大类开环稳定的最小和非最小相位系统,给出了一种PID控制器的参数整定新方法,推广了已有的结果。新的整定方法分别应用于电厂煤粉炉主汽温串级控制系统、流化床锅炉床温控制系统和床压控制系统的仿真研究,与Zieger-Nichos法和Cohen-Coon法的对比结果均表明:所整定的PID控制系统具有更好的调节品质,在系统特性变化的情况下具有更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

Inverse Model Control for a Quad-rotor Aircraft Using TS-fuzzy Support Vector Regression

基于TS模糊支持向量机回归的四旋翼无人机逆模控制

李志宇¹,陈含欣²,王从庆²,薛楷嘉²

(1.南京航空航天大学 无人机研究院,南京 210016;

2.南京航空航天大学 自动化学院,南京 210016)

创新点说明：

研究了一种基于TS模糊支持向量机回归的四旋翼无人机逆模控制方法,TS核是对应一组TS模糊推理规则的输入和一组输出线性组合的点积,TS模糊支持向量机回归的输出是TS核的线性加权和,推导了四旋翼无人机的动力学模型,提出一种将TS模糊支持向量机回归逆模控制与PID控制结合的新方法,其中TS模糊支持向量机回归逆模控制可以提高抗干扰和鲁棒性能,PID控制增加系统的快速响应和可靠性。仿真结果表明了该控制方法可以提高四旋翼姿态系统的控制性能。

研究目的：

采用PID 控制结合TS模糊支持向量机回归逆模控制来提高四旋翼无人机姿态控制的性能。

研究方法：

通过推导TS模糊支持向量机回归模型与TS模糊推理系统输出等效关系,建立四旋翼无人机动力学数学模型,在matlab仿真环境下开展实验验证,计算机2.4GHZ,2G内存,window7.0。

结果：

分别采用PID控制、Backstepping控制和TS模糊支持向量机回归逆模控制,仿真实验给出了无噪声和有噪声下的俯仰角和俯仰角速度变化曲线,仿真结果表明： TS模糊支持向量机回归逆模控制能够获得更好的控制效果。

结论：

采用TS模糊支持向量机回归逆模控制方法对四旋翼无人机姿态系统进行控制,设计了逆模控制器,并增加了PID控制,具有快速响应和抗干扰性能。

关键词：支持向量机回归,TS模糊支持向量机,逆模控制,四旋翼,姿态控制

     

Design of Adaptive Fuzzy PID Altitude Control System for Unmanned Aerial Vehicle

Based on Matlab/Simulink and Fuzzy Logic toolboxes,the altitude control system is designed and simulated.The validity of conventional PID control method and adaptive fuzzy PID control method is compared.It can be drawn out that the adaptive fuzzy PID control method is superior to the conventional PID in rising time and overshoot etc.The effectiveness of a fuzzy PID controller shows potential application in the future,especially in the presence of model uncertainty or changing dynamics and time-varying parameters.     

内模PID控制器在云台伺服系统中的应用

针对SG-5452460005-15W型永磁式直流减速电动机驱动的YP3091型摄像机云台伺服系统,建立了数学模型,并基于内模控制原理设计了一种新型PID控制器。该控制器设计方便,只有一个可调参数。仿真结果表明：系统的水平跟踪和仰俯跟踪误差均方根分别为0.15 mrad和0.32 mrad。与传统PID控制器相比,在内模PID控制器参数调节方面,系统跟踪响应快,精度高,抗干扰能力强,鲁棒性好。     

Design of Adaptive Fuzzy PID Altitude Control System for Unmanned Aerial Vehicle

Based on Matlab/Simulink and Fuzzy Logic toolboxes, the altitude control system is designed and simulated. The validity of conventional PID control method and adaptive fuzzy PID control method is compared. It can be drawn out that the adaptive fuzzy PID control method is superior to the conventional PID in rising time and overshoot etc. The effectiveness of a fuzzy PID controller shows potential application in the future, especially in the presence of model uncertainty or changing dynamics and time-varying parameters.