变质量液压位置控制系统动态特性及控制研究

针对大型液压固定式破碎机位置控制系统参数多变的特点,建立了破碎机大臂液压位置控制系统的数学模型,分析了其等效质量、固有频率和阻尼比与大臂、二臂位姿的关系,研究了传统PID和基于指数趋近率的滑模变结构控制算法的控制效果。仿真结果表明:基于指数趋近率的滑模变结构控制算法响应速度快,鲁棒性强,控制性能优于传统PID控制。     

基于预测的变参数PID控制算法研究

本文提出了一种基于预测的变参数PID控制算法，该控制算法根据采样时刻t及在此之前几步系统输出的历史数据，预测下一步的系统输出，下一步系统的偏差及下一步的系统偏差变化率，而后计算出系统控制器的Kp,K1,KD和设计出变参数PID控制器，并把该算法应用在精校机的滑块位置系统中，与常规的PID控制算法进行了对比实验，实验结果表明基于预测的变参数PID控制算法相对于常规PID算法有较高的控制精度和较快的响应速度，满足精校机滑块位置控制系统的静动态要求。     

基于改进粒子群算法的无刷直流电机控制研究

文章针对无刷直流电机(BLDC)复杂的、耦合的非线性的特点,克服传统的控制算法控制速度精度不高、响应速度慢等缺点,提出了一种基于改进的粒子群算法(PSO)对PID控制器系数自整定的无刷直流电机控制新策略.在Matlab/Simulink中搭建BLDC控制系统的仿真模型,并实现双闭环的控制:速度环采用改进粒子群算法优化PID控制,电流环采用滞环电流控制.仿真结果验证了该控制方法对无刷直流电机调速系统具有良好的快速性、稳定性和鲁棒性.     

海洋升沉模拟系统设计与控制算法研究

为了模拟海洋钻井平台的升沉运动规律,设计并搭建了一套基于电液比例阀控马达的位置伺服系统,建立了系统数学模型,对控制算法进行了数值仿真与实验研究,采用逐步细化的分段PID方法实现了模糊PID算法。研究结果表明:带死区补偿的模糊PID算法稳定性好、控制精度高,实现了带载状况下高精度的升沉运动模拟,满足性能要求。     

前馈-改进型PID复合控制策略的研究

针对PID反馈控制快速性和稳定性二者之间的矛盾,在分析各种改进型PID控制方法和前馈控制性能的基础上,提出一种适用于工业过程控制场合的带前馈改进型数字式PID位置复合控制方法。通过仿真实验对比表明:采用该前馈-改进型PID复合控制方法可显著提高控制系统的稳定性、快速性和准确性。在PMAC运动控制卡上的应用也说明该控制方法可满足基本的稳、快、准控制要求。     

基于前馈跟踪补偿的电液复合控制方法研究

为了对金属锻压成形设备中应用广泛的电液位置、压力复合控制过程进行优化,以阀控对顶加载液压缸系统为研究对象,详细分析了电液伺服复合控制系统的工作原理,分别建立了位置控制系统和压力控制系统的数学模型,利用开闭环PID型迭代学习算法不断修正控制输入,并采用一种信号前馈跟踪补偿的控制方法设计了位置-压力复合控制器。仿真结果表明:该方法的运用能有效消除复合控制过程中的冲击电压,实现了执行元件在位置闭环控制与压力闭环控制之间快速、平稳切换,有助于提高主机的控制性能和产品质量。     

改进型消失模白区蒸汽温度与压力控制系统设计

针对传统蒸汽锅炉过热汽温和压力控制系统延迟大、稳定性差、参数时变慢等问题,通过采用负反馈串级控制对蒸汽锅炉的温度和压力控制系统进行重设计,并采用优化PI控制算法和增广矩阵法实现控制系统辨识与稳定性保证。测试结果表明:基于优化PI算法的温度和压力串级控制系统具有较快的系统响应速度,迅速的调节时间,强健的鲁棒性,具有优良的温度和压力控制品质。这为消失模白区用蒸汽锅炉节能技术及压调温控技术的研究提供了具体的实施方案。     

复合控制在数控系统中的设计仿真与应用

针对数控系统设计中常规PID控制算法存在输出对应于输入有一定的滞后等问题,提出了一种带有按输入补偿的复合PID控制算法.首先对被控对象进行建模和辨识,然后进行数字PID算法的仿真和复合控制算法的仿真,并对两者做了比较.仿真和加工结果表明该算法可以显著提高系统的跟踪性能.     

水下机器人激光视觉传感焊缝跟踪

为实现水下焊接的智能化,在设计好的水下机器人平台上,开发了一套焊缝自动跟踪算法。采用2自由度PID控制算法控制横向滑块实时精确跟踪焊缝,爬行小车依据滑块的位置与速度信号粗略跟踪焊缝轨迹的模糊控制方法实现大范围的焊缝自动跟踪。焊接试验表明,该算法具有较好的稳定性、可靠性,跟踪精度高,可达到±0.3 mm,在水下环境中移动机器人自动焊接具有良好的应用前景。     

基于变论域自适应模糊PID的压铸机压射速度控制研究

压铸机控制系统是一个非线性、大滞后的复杂系统,传统的压射速度控制算法难以保障精密铸件的压铸品质。对压铸机速度控制系统进行数学建模分析,将变论域与自适应模糊PID技术结合起来,设计了变论域自适应模糊PID控制算法,结果表明,该算法能精确有效地控制电液伺服阀,压射速度动态响应平稳无超调,响应快以及鲁棒性好。     

高空带电机器人臂架稳定性优化控制仿真研究

以高空带电机器人的臂架变幅液压系统为研究对象,介绍臂架结构和变幅液压控制系统。针对该高空带电机器人作业时出现的臂架振动、抖动现象,采用PID控制器对臂架液压控制系统进行优化。建立平衡回路数学模型,运用多领域仿真软件AMESim 对变幅液压缸动态过程进行仿真,对比优化前后液压缸的动态特性。通过搭建实验平台对PID优化的控制系统进行实验。结果表明: PID优化控制能大大缩短液压缸活塞杆速度波动时间和降低速度波动幅度,可以有效改善臂架系统工作过程中出现的振动、抖动问题,提高臂架的稳定性。     

轨迹已知类伺服系统运动控制的工程实现

针对轨迹已知类伺服系统的运动控制的特点,提出了一种PFC-PID串级透明控制的工程实现,通过内环PID控制来提高抗干扰性,内环作为外环PFC控制的广义对象,外环采用预测函数控制来获得良好的跟踪性能和强鲁棒性.分析了预测函数控制在具有参数饱和限制环节的伺服系统中的实施算法.并通过仿真比较该算法与PID前馈控制的效果,验证其具有良好的跟踪性能、鲁棒性和抗干扰能力.     

基于BP神经网络PID的高速清扫车摆臂控制系统

针对传统清扫车摆臂开环控制系统的动态响应特性不足、抗干扰能力弱,不能适应高速工况下清扫作业,设计了高速清扫车摆臂执行机构和闭环控制系统。为解决BP神经网络(BPNN)存在局部极值、收敛速度慢等问题,提出一种改进BPNN PID算法,其核心是通过主动串联校正,抑制PID前一次输出值u (k-1)对此次输出值u (k)的影响。通过搭建Simulink-AMESim联合仿真模型,研究了高速清扫车摆臂闭环控制系统的阶跃响应、抗干扰能力以及位置跟踪能力。研究结果表明:所改进的BPNN PID控制器能够动态调整PID参数,提高了系统的适应性、准确性和稳定性;改进BPNN PID控制器的抗干扰能力更强,鲁棒性更好,且系统近乎没有超调,超调量为0.5%,仅为PID控制超调量的2.34%,稳定时间0.62 s,相比PID提前了66.31%。     

飞机起落架自适应模糊神经PID控制方法的研究

针对传统PID控制与模糊PID控制的飞机起落架控制系统存在达不到理想控制精度以及控制速度的问题,提出一种基于模糊控制和神经网络的模糊神经PID控制算法。通过对起落架运动特点以及动力学相关的理论分析建立飞机起落架的运动模型,将此智能PID控制方法应用到飞机起落架的姿态控制系统中。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,并基于树莓派装置进行了起落架单腿实验。仿真和实验结果表明：模糊神经网络PID控制系统的响应速度和抗干扰能力相较于传统PID和模糊PID都有了较大的提升,系统稳定性更强。在飞机起落架控制系统中,应用模糊神经PID控制可进一步提升系统的响应速度,降低系统运动的惯性冲击,提高整体机构的稳定性。     

主动补偿平台单通道控制系统研究

船舶在海上作业时,需要通过稳定平台对船舶的摇摆进行补偿。稳定平台工作过程中,需要采用控制算法对各个通道进行控制。由于液压缸和电液伺服阀等机械元件惯性的影响,采用常规PID算法时,系统响应具有滞后性,降低了稳定平台的补偿精度。为此,提出一种前馈PID控制算法,该算法既具有常规PID算法简单易操作的优点,又能解决系统响应的滞后性问题。以稳定平台单通道为研究对象,采用仿真与实验相结合的方式,证明前馈PID控制算法的有效性。     

基于模糊PID混合的四旋翼飞行器全控制系统设计

对四轴飞行器的结构分析建立动力学模型,并针对其飞行过程中存在的问题,采用模糊PID与传统PID混合的串级控制方法进行研究.由于四轴飞行器是在空间上具有6个活动自由度而仅有4个控制自由度的欠驱动系统,因此该系统通过直接控制飞行器的空间坐标系上的线位移x, y, z和偏航角Ψ,从而间接控制滚转角φ和俯仰角θ,实现飞行器的全控制.使用模糊自适应PID与传统PID混合控制使得飞行器在加入扰动后具有更强的鲁棒性,从而提升了机体的抗干扰能力.     

电液伺服系统的模糊自适应复合控制研究

电液位置伺服系统的阻尼比较低,造成电液位置伺服系统响应速度慢及跟踪性能较差。为解决此问题,提出一种模糊自适应控制与速度正反馈、加速度负反馈相结合的复合控制策略。通过速度正反馈来提高系统的开环增益,加速度负反馈提高阻尼比,从而提高系统动态响应速度并减小位置误差。利用前馈控制拓宽系统频宽,进一步减小位置跟踪误差。对传统PI控制、模糊PI控制、模糊PI复合控制算法下的系统响应性能进行仿真分析,结果表明:采用所提出的复合控制策略时,系统动态响应速度比模糊PI控制提高约76.9%,比传统PI控制提高约84.2%,其位置跟踪误差几乎为0。     

基于模型预测及积分分离PID算法的BLDC控制系统研究

文章提出一种基于两步模型预测控制的BLDC电流环控制方案,解决了数字控制系统存在一个周期的延时问题。为了增加控制系统的抗扰动能力,在传统PID控制方法基础上提出一种基于新型积分分离PID控制方法,将新型积分分离PID控制方法应用于BLDC转速和电流闭环控制中,此控制方法不但具有较强的抗负载扰动能力,而且可有效解决传统PID控制引起的控制量超过被控对象从而造成系统震荡的问题。最后通过Matlab/Simulink仿真和实验验证文章所提两种方法的有效性与实用性。     

连铸过程的一种串级控制方法

以模型降阶和内模控制为基础设计了内回路滑动水口液压系统ＰＩＤ控制器,采用模糊预测控制策略设计了外回路结晶器液位系统的串级控制器,同时对中间包重量进行了前馈补偿。该方法消除了内回路的微分冲击现象和外回路的积分累积效应,并克服了拉速等有色噪声扰动。实验证明该控制方法较为理想,有很高的实用价值。