ADRC串级控制在电加热炉温度控制中的应用研究

针对工业电加热炉温度具有非线性、大惯性、时滞,并且很难建立精确数学模型的特点,将自抗扰控制技术(ADRC)应用于EFPT实验装置中,模拟工业电加热炉温控系统,提出了串级自抗扰控制策略。在其外环采用扩张状态观测器、状态误差的非线性反馈、扰动估计补偿相结合的控制方法;在内环采用比例控制,以快速消除干扰。仿真和实验结果表明,该控制方法具有超调小、调节快的优点,系统的鲁棒性和抗干扰能力优于常规串级PID控制方法。     

火电厂过热汽温系统串级控制方法的改进

在对火电厂过热汽温控制对象特点分析基础上，保留串级控制抗内扰的性能，结合模糊控制动态特性好的特点，提出了一种模糊串级控制设计，并进行了对比仿真研究。结果表明，应用模糊控制可获得比使用传统PID控制更为理想的调节效果，不论在何种扰动下,其综合控制品质指标都比较高，动态过渡时间比较短．基本上可以消除振荡，超调量小．鲁棒性强。     

模糊参数自整定PID控制器的仿真研究

为了解决常规PID参数调节在非线性、时变和滞后性的工业控制系统中适应性能差、效果不理想的问题,采用模糊控制策略对PID控制参数进行在线自整定。利用Matlab的Simulink仿真工具箱对一阶惯性环节的滞后系统进行仿真研究试验,表明了模糊参数自整定控制效果在超调量和调节时间上都优于常规的PID控制,改善了系统的动态性能。     

风力发电机组泵控液压系统变桨距控制研究

风能收集和转换主要的两种功率调节模式是风力机转速变化和桨距控制。从大型风力发电机组容量和变桨距控制的要求出发，对高性能变桨距控制技术展开研究，应用电液伺服泵控变桨距控制系统，针对变桨距控制中负载强扰动，系统控制鲁棒性差的问题，采用模糊PID控制策略，提高系统抗干扰的综合性能。通过Simulink建立模糊PID控制策略，因为负载处于强扰动工况，针对不同桨距角下，油缸所受载荷进行仿真分析，通过在Fluent中建立风机桨叶的流场模型，得出了不同风速情况下液压缸所受载荷与桨距角之间的关系。最终将系统的载荷谱装载到液压系统与控制策略仿真模型中，通过仿真与试验相结合的形式，得出系统稳态控制精度提高71%,响应时间提高34.28%,系统超调降低48.33%。验证模糊PID控制策略对于提高系统鲁棒性有良好的控制效果。     

过热汽温模糊控制系统的设计与仿真

在对火电厂过热蒸汽温度控制对象特点分析基础上,保留串级控制抗内扰的性能,结合模糊控制动态特性好的特点,提出了一种模糊串级控制设计,并进行了对比仿真研究.结果表明,应用模糊控制可获得比使用传统PID制更为理想的调节效果,不论在何种扰动下,其综合控制品质指标都比较高,动态过渡时间比较短,基本上可以消除振荡,超调量小,鲁棒性强.     

智能型电锅炉温度控制系统的研究

为了解决电锅炉温度系统惯性大、滞后现象严重,难以建立精确的数学模型的难题.以电锅炉为研究对象,研制了一种最佳的控制方案,以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标.当采用模糊控制时,超调量与调节时间虽然同时达到技术要求,但系统出现了稳定误差.将模糊控制的智能性与PID控制的通用性、可靠性相互结合,设计了一种参数自整定模糊PID控制器,采用模糊推理的方法实现PID参数Kp、Ki和Kd的在线整定.经仿真研究,参数PID自整定模糊PID控制效果达到了电锅炉温度控制系统的性能指标,是一种较为理想的智能性控制方案.     

直流电机转速系统控制方法仿真研究

直流电机是一种多变量、非线性的复杂系统,为提高直流电机转速系统的动、静态性能,采用了传统PID控制、滞后补偿控制和模糊PID控制三种控制方法。在MATLAB仿真环境中建立直流电机转速系统模型,分别加入PID控制器、滞后控制器和模糊PID控制器,设置参数后,响应曲线达到期望值且得到最优响应。为测试系统的抗干扰能力,分别在PID控制、滞后补偿控制和模糊PID控制系统仿真2 s时加入阶跃扰动,三种控制方法具有抗干扰性,能恢复到期望稳定状态。仿真结果显示,加入三种控制器后,系统的调整时间、超调量减小,稳态误差降低,抗干扰能力得到增强。其中,模糊PID控制比传统PID控制、滞后补偿控制具有更小的调整时间和超调量。由此可见,模糊PID控制对直流电机转速能够达到良好的控制效果,具有一定的参考价值。     

大扰动条件下的大惯性系统的测量及控制

本文针对大扰动系统，使用回归分析法进行数字滤波，结果稳定且响应速度快；对大惯性控制对象，使用自适应PID调节器进行调节和控制，能够保证响应时间短、超调量小或者没有超调的要求，使系统控制过程达到最优状态。     

基于模糊自适应PID控制的锅炉过热蒸汽温度控制系统

锅炉过热蒸汽温度控制具有大惯性、纯延迟、时变性难以控制等特点,针对这种情况本文在常规PID串级控制的基础上,构成了模糊自适应PID串级控制系统,仿真对比表明该系统和常规PID控制系统相比超调量小,调节时间短,振荡周期短,平稳速度快,精度高,而且系统的静、动态特性都较好,控制效果好,自适应能力强.     

基于改进粒子群优化PID的矿用机电设备控制策略

针对矿用机电设备自动控制误差大、实时性差的问题，文中基于改进粒子群优化PID算法，设计了一种矿用机电设备优化控制策略。在矿产行业常用电机设备工作特点的基础上，推导了其定子电压、磁链方程和传递函数。使用模糊PID控制算法来改善PID算法超调严重问题，同时采用动态惯性权重对粒子群算法进行改进，改进后的粒子群算法被用来对PID控制参数进行优化，从而实现PID控制器的最佳性能。实验测试结果表明，所提控制策略的超调量为0.035%,过渡时间为0.35 s,相比于传统PID控制模型分别降低了0.015%和18.6%,证明该方案具有一定的工程应用价值。     

基于模糊切换增益调节的惯性稳定平台滑模控制

为了实现航空遥感惯性稳定平台在复杂多源扰动环境下的高精度控制,提出基于模糊滑模的惯性稳定平台高精度控制 方法,通过对总和扰动抑制实现对多源扰动抑制,从而提高稳定平台控制精度。 首先将惯性稳定平台的所有扰动视为整体,基 于滑模等效控制设计惯性稳定平台的全局快速终端滑模控制器,实现系统状态快速、精确地收敛到平衡状态并且不离开滑模 面。 其次,针对控制系统存在鲁棒性与抖振问题无法兼顾的问题,在滑模控制基础上融合模糊切换增益调节,设计模糊规则对 惯性稳定平台滑模控制中的切换增益进行实时调节,从而利用切换增益消除干扰项。 最后,对所提出方法的正确性进行仿真以 及实验验证。 结果表明,基于模糊切换增益调节的滑模控制方法扰动抑制能力强、稳定精度高,相对于 PID 控制和全局快速终 端滑模控制,稳定精度分别提高 32. 7% 和 15. 3% 。     

基于扰动观测器的永磁同步电机电流环自适应滑模控制

针对扰动对永磁同步电机转速伺服系统性能的影响,提出了基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法。设计了自适应律在线估计系统的内部参数摄动以补偿模型不确定性扰动。同时,设计了滑模扰动观测器实时估计系统外部负载扰动,并将观测值前馈补偿到电流环自适应滑模控制器,在提高系统鲁棒性的同时降低滑模控制系统的抖振。实验结果显示,采用基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法,系统可快速、准确、无超调地跟踪900r/min的速度指令,调节时间为0.08s,稳态误差为±5r/min。加入0.6N·m的负载扰动,该控制方法的最大转速波动为21r/min,比PI控制方法的转速波动减小了3.4%。仿真和实验结果表明,基于扰动观测器的电流环自适应控制方法提高了永磁同步电机转速伺服系统的鲁棒性和动态响应性能,同时可有效抑制滑模控制系统的抖振。     

滑模模糊控制算法在液压机器人控制中的应用

Pb-211液压机器人腰部是一个非线性液压伺服控制系统，常规PID控制算法很难在不出现超调情况下满足控制系统快速性的要求。针对这种情况以及液压系统参数时变等特点，在常规滑模控制算法的基础上，引入模糊控制技术，采用滑模模糊控制策略进行控制器设计。仿真结果表明，滑模模糊控制算法能够在不出现超调情况下显著提高系统的响应速度，满足系统响应速度和控制精度的要求，而且对正弦干扰具有较强的鲁棒性。     

电子节气门控制策略研究

介绍了电子节气门系统的典型结构与工作原理,进行了非线性分析。根据所建立的数学模型,设计了3种控制策略进行仿真研究与分析。结果表明,PID控制策略简单、易于实现,但超调较大;模糊控制策略具有良好的跟踪性,但存在一定的滞后;滑模控制策略有着良好的鲁棒性和动态响应特性,能够使电子节气门系统达到较好的控制效果。     

汽车电子节气门控制系统仿真研究

介绍了电子节气门系统的典型结构与工作原理．进行了非线性分析。根据所建立的数学模型,设计了3种控制器进行仿真研究与分析。结果表明,PID控制器简单、易于实现,但超调较大;模糊控制器具有良好的跟踪性．但存在一定的滞后;滑模控制器有着良好的鲁棒性和动态响应特性,能够使电子节气门系统达到较好的控制效果。     

汽车电子节气门仿真与控制研究

对汽车电子节气门系统的受力情况进行分析,建立数学模型,设计了3种控制策略进行仿真研究与分析。结果表明,PID控制策略简单、易于实现,但超调较大;模糊控制策略具有良好的跟踪性,但存在一定的滞后;滑模控制策略有着良好的鲁棒性和动态响应特性,能够使汽车电子节气门系统达到较好的控制效果。最后,将模糊PID控制策略应用到某单缸发动机进行了对比试验,结果表明该控制策略适用于电子节气门系统,改进了发动机的性能。     

基于DCS的离散时间系统变结构控制器实现

具有广泛应用的小型集散控制系统，其组态软件一般只能构成PID控制。实际生产过程往往具有时变性及不确定性。当被控对象参数及外干扰大范围变化时，PID控制将不能获得令人满意的控制效果。基于集散控制系统IFIX监控组态软件，通过在上位机采用VBA编程，设计并实现了对参数变化的双容对象的离散时间系统变结构控制。系统实际运行结果表明：所设计控制器快速性好，系统无超调，稳态误差小且容易实现。     

抽油机电液伺服加载系统控制策略研究

文中设计一种模糊-PID切换控制系耋赶来解决抽油机伺且强加载系统暴点位置干扰下加载力精确模拟问题。在加载力输出偏差较大时,系统采用模糊控制,以快速抑制超调;在加载力输出偏差较小时,系统采用PID控制,以保证稳态输出。并采用模糊方式避免两种控制切换时的扰动。实验证明该控制系统提高了抽油机加载系统整体的控制精度。     

基于滑模和扩张状态观测器的双绕组无轴承磁通 切换电机转子悬浮控制策略研究

双绕组无轴承磁通切换电机是非线性多变量的复杂对象,传统的转速PI与径向位移PI控制存在超调大,系统易受外界扰动影响等缺点。基于滑模变结构控制思想,提出一种转子径向位移滑模控制策略。针对滑模控制中存在建模不准确,以及转子动力学模型中存在陀螺效应等问题,通过建立一种扩张状态观测器对系统扰动进行观测,并在滑模控制基础上加入扰动前馈补偿,设计出一种径向位移滑模控制与扩张状态观测器的复合控制策略。实验结果表明,所提径向位移滑模控制相比传统PI控制具有响应速度快、径向位移脉动小、抗负载扰动性强等优点。所提径向位移滑模与扩张状态观测器的复合控制策略,相比于径向位移滑模控制可有效减小转子径向位移脉动约30%,进一步增强了系统的鲁棒性。