变论域模糊控制的无刷直流电机控制系统

为了改善无刷直流电机(BLDCM)的调速性能,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用,变论域自适应模糊控制对模型无精确要求、速度快、精度高、鲁棒性好、适应性强.详细分析了BLDCM电机模型的建立、控制结构设计、伸缩因子的选择等,给出了具体的控制算法设计,并在Matlab仿真平台下,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制的仿真系统,其中,转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器.仿真结果表明,与常规PlD控制和普通模糊PID控制相比,采用变论域自适应模糊PID控制时,转速输出无超调,响应速度快.转矩脉动小,控制精度高,为无刷直流电机在军事、办公设备、家电等需要快速、高精度控制、抗扰能力强的场合的应用提供了一种有效的解决方案.     

自平衡机器人变论域模糊PID控制研究

针对两轮自平衡机器人的动态平衡控制问题,提出了一种可变论域模糊PID控制算法,对机器人体的倾斜角度设计了二级模糊控制器.由第一级模糊控制器利用论域伸缩因子来动态改变第二级模糊控制器的论域,实现了论域随自平衡控制系统要求进行自适应伸缩,能较好地解决自平衡系统控制规则数量与控制精度间的矛盾.仿真结果表明,变论域控制方法动态特性明显优于常规模糊PID控制,使机器人的平衡控制系统具有自适应能力强,实时控制性能好的特点.     

基于变论域模糊PID的分解炉温度控制研究

分解炉温度控制系统具有非线性、时变、纯滞后的特点,针对传统PID控制及模糊.PID控制难以很好地满足控制要求,提出了一种变论域模糊自适应PID控制方法。利用变论域思想,设计了一种基于函数模型的伸缩因子控制器,动态地调整模糊控制器的量化因子和比例因子,提高了控制精度。在Matlab环境下分别对PID控制、模糊PID控制和变论域模糊PID控制方法进行了仿真对比,结果表明变论域模糊PID控制方法具有更好的动静态性能和自适应能力。     

基于单片机的温度控制系统的设计

针对单片机温度控制系统采用传统控制方法容易出现响应速度慢、振荡剧烈、控制精度低等问题,对单片机温度控制系统的硬件电路、控制精度、控制算法等方面进行了设计研究;基于以AT89C51单片机为核心运用DS18B20温度传感器的温度控制系统,提出了变论域模糊PID控制算法,将变论域模糊控制和PID控制相结合,结合生猪猪舍温度控制系统对传统PID控制算法以及变论域模糊PID控制进行对比分析;实验结果表明,设计的温度控制系统采用了变论域模糊PID控制算法,提高了控制精度,加快了系统的响应速度,从而增强了温度控制系统的实用性,产生了重要的实际工程意义。     

变风量空调系统房间温度控制研究

在变风量空调温度控制系统研究中,空调系统本身存在的多变量、时变性、干扰大等问题,传统算法很难起到很好的控制效果.针对传统控制算法的缺陷和控制上的难点,提出变论域思想在变风量空调温度控制系统上的应用.应用种在传统模糊PID控制的基础上,引入变论域思想,设计了一种变论域模糊PID算法的控制器.最后将模糊PID控制算法和变论...     

变论域模糊PID在空调车温度控制中的应用

研究飞机维修地面环境空调系统优化控制,保证预期效果,飞机地面空调车温度控制系统是一个时变、非线性、模型不精确、工作环境不确定的复杂系统,空调控制温度精度差,影响稳定性能.针对传统的PID控制存在响应时问慢、稳定性差等缺点,提出了一种新的响应速度快、稳定性好和抗干扰性强的变论域模糊PID控制方法.采用变论域的思想,结合传统的PID方法和模糊控制方法的各自优点,形成变论域自适应模糊PID控制算法.利用变论域思想提高模糊推理的精度,并用模糊推理的方法实现PID参数的在线整定.在Matlab上仿真,结果表明控制方法效果明显优于传统PID控制,有效改善了系统的动态性能、稳态精度和鲁棒性,有较好的工程应用前景.     

异步电机软启动的变论域模糊自适应控制策略

异步电机软启动系统是一个时变、非线性的高阶系统,将变论域模糊自适应控制方法应用于异步电机的软启动控制系统中,并建立电机软启动控制系统的Matlab/Simulink的仿真模型,给出了变论域自适应模糊控制方法的仿真结果,与传统PID控制和常规模糊软启动控制方法进行了比较。仿真结果表明,该方法具有无需精确建模、响应快速、精度高、鲁棒性好、适应性强等优点,切实可行,并优于其他控制方法。     

基于DSP和自适应PID控制器的异步电动机矢量控制交流伺服系统

在分析风力发电的变速风机具有非线性强、转动惯量大、转轴机械阻尼随转速变化大等特点的基础上,指出了自适应PID控制的重要性,介绍了基于DSP和自适应PID控制器的异步电动机矢量控制交流伺服系统,并设计了相应的软件来使该系统得到实现。试验结果表明,该伺服系统较之采用传统PID控制算法的系统具有更优良的静态与动态性能。     

基于自适应模糊PID控制的太阳光跟踪伺服系统

针对太阳光跟踪伺服系统中传统PID控制过程中的一些问题,通过对自适应模糊PID控制系统的分析,设计了一种双轴跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器,同时在Simulink环境中建立了方位角跟踪传动机构仿真模型并完成了仿真。仿真结果表明,太阳光跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器较传统PID控制器具有较强的稳定性、适应性与鲁棒性,在太阳光跟踪伺服系统控制领域具有重要的实用价值与应用空间。     

主动磁悬浮系统的变论域自适应模糊PID控制

针对主动磁悬浮轴承系统具有强非线性、强耦合、模型不确定等特点,提出了一种变论域自适应模糊PID算法;该方法通过选择合适的伸缩因子,避免了传统模糊PID控制中出现规则爆炸的问题;同时针对传统伸缩因子的函数结构和参数难以确定的特点,设计了基于模糊规则的论域伸缩因子;在SIMULINK环境中对主动磁悬浮轴承系统进行仿真,仿真结果表明,变论域模糊PID算法控制的主动磁悬浮系统具有更好的动静态性能,对外界干扰具有更强的鲁棒性.     

基于图像视觉伺服的模糊比例积分微分控制系统

针对传统比例积分微分(PID)参数难整定、控制性能不理想等问题,将模糊控制理论与PID控制器相结合,构成模糊PID控制器。采用Eye-to-Hand视觉模型,引入图像视觉伺服机制,通过图像获取误差信号来实现对PID控制器三个参数K_p、T_i和T_d的实时在线自适应调整。最后在以PC机、CompactRIO、NI-9401、互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像头、电机驱动器及无刷直流(DC)电机组成的打孔机视觉伺服运动控制系统上完成了实验。结果表明,基于图像的视觉伺服模糊PID控制器相对于传统PID控制器响应速度提高了60%,超调量降低了80%,鲁棒性也更好;不仅能提高孔的定位精度,还能边加工边检测。     

液压驱动型四足机器人电液伺服控制系统仿真建模与实验分析

复杂的作业环境和艰巨的作业任务使液压驱动型四足机器人对其伺服系统的精度、速度和力量均比一般机器人在普通情况下有更高的要求。为掌握液压驱动型四足机器人在多种路况下行走时各液压缸的受力情况以及液压系统内流量、压力的变化情况,需要对其虚拟样机进行机械动力系统和液压伺服系统的联合仿真,定性分析电液伺服系统位置、速度等被控对象的特性,并分析PID控制器在四足机器人伺服控制方面的特性与不足。针对传统控制算法在四足机器人控制存在的短板问题,设计了一种非对称前馈补偿模糊自适应PID算法,并利用物理样机进行了实际验证。实验结果为四足机器人电液伺服控制系统硬件、软件和控制算法的设计与优化指明了方向,还为研究四足机器人平稳步态控制策略提供了决策依据和数据支持。     

基于模糊自适应PID的无轴传动控制系统研究

研究模糊自适应PID控制算法对无轴传动控制系统的影响,并对控制电机转速同步精度应用不同PID算法进行比较。采用主从电机同步控制策略,并利用Matlab开发了完整的以永磁伺服电机为执行机构的仿真系统。调节控制环参数,得出控制系统的仿真曲线。通过对仿真曲线的分析,比较传统PID和模糊自适应PID算法对转速同步精度的影响,最后指出模糊自适应PID控制算法的控制效果及优越性。     

基于多层蚁群算法的变论域模糊控制

针对模糊控制器控制精度不高、自适应能力有限等问题,提出一种变论域自适应模糊控制方式.首先在对离散蚁群算法改进的基础上,提出用于连续域寻优的多层蚁群算法.其通过将解空间分成有限网格,并且算法在迭代过程中采用三个阶段的搜索策略,每个阶段采用异构搜索机制.然后根据系统性能利用改进算法动态调整伸缩因子,从而构成基于多层蚁群算法的变论域自适应模糊控制器.最后将此控制器用于中厚板液压位置伺服系统中.仿真结果表明,采用自适应模糊控制器的伺服系统收敛速度明显加快,此控制策略在适应能力与鲁棒性好于其它控制方式.     

一种新型自适应复合控制器在锂电池充电系统中的应用

为了解决锂电池充电系统的不确定性和参数整定困难的问题,本文提出了一种基于蚁群算法优化的模糊＋变论域模糊PID复合控制器的新方法。该控制器在系统波动频繁时,采用模糊控制使其具有最优的动态性能;当系统进入稳定阶段,采用PID参数自适应的变论域模糊控制以提高准确度。而用蚁群算法对PID参数值进行离线优化,并将优化后的值作为在线调节的初值,使系统更加稳定。将提出的复合控制策略应用于锂电池充电控制系统中。仿真结果表明,该系统具有良好的抗干扰性和鲁棒性。     

直驱式巷道超前支架油缸控制方法

考虑到传统的阀控液压系统存在伺服阀容易因受到油液污染而无法正常工作、阀控液压系统效率低、节流损失大、造成能源浪费等问题,研究一种基于伺服电机直驱液压泵的超前支架电液控制方法.伺服电机直驱液压泵系统由于电机的启动和转向过程中存在滞后性,因此使用常规PID算法的控制效果较差,使用模糊PID算法对伺服电机直驱液压泵系统进行控制.使用Matlab/Simulink仿真软件建立本文研究的直驱泵控巷道超前支架控制系统的仿真模型,并建立超前支架的实验样机,使用常规PID与模糊PID算法进行对比研究,研究结果表明:模糊PID算法作用下,伺服电机直驱液压泵的超前支架液压缸位置变化的超调量更低,调整速度更快,能够快速跟踪给定信号曲线,具有较好的鲁棒性.     

Application of self-tuning fuzzy PID controller for a SRM direct drive volume control hydraulic press

A new kind of volume control servo hydraulic press driven directly by Switched Reluctance Motor (SRM) is presented in this paper. In considering the saturation and dead zone nonlinearity as well as the time-variability and the time lag existed in SRM direct drive volume control system, a fuzzy PID control method is introduced to improve the overall performance of the electro-hydraulic position servo system. The relationships between the PID parameters and the response characteristics of electro-hydraulic position servo system are investigated. The fuzzy inference rules which enable adaptive adjustment of PID parameters are established based on the error and change in error. The simulations and experiments of step response and cosine tracking are carried out on the SRM direct drive hydraulic press. The results indicate that the fuzzy self-tuning PID method has great ability of restraining external disturbance, and it can effectively raise the position tracking ability of the volume control electro-hydraulic servo system.     

基于模糊PID控制的变排量液压马达系统仿真

与定排量液压马达系统相比较,变排量液压马达系统可降低流量消耗、提高总体效率、减小设备尺寸,且具有响应速度快等优点,能满足大功率和大惯量负载使用需求。针对液压伺服系统的非线性和负载参数的时变性等特点,对变排量液压马达控系统制策略进行了研究,通过对其进行AMESim建模仿真,分析了其速度控制和运动位置控制方法。由于常规PID控制器的控制参数在系统动态响应中是固定不变的,液压系统在工作过程中受到负载扰动而使得输出速度波动较大,从而造成不平稳性。故采用模糊自整定PID控制方法,在线实时调整PID控制参数,运用AMESim和Matlab/Simulink软件对该伺服系统进行联合建模仿真。仿真结果表明,与常规PID控制相比较,模糊PID控制在响应速度和平稳性等方面具有显著优势。     

模糊PID控制的柴油机调速系统仿真

PID控制是生产过程中应用最广泛的控制方式,但它对含变化参数的模型控制效果不理想。为了使舰船柴油机适应不断变化的工作环境,在传统PID控制的柴油机调速系统的基础上加入模糊控制环节,对PID参数进行在线整定。详细介绍了模糊PID算法在柴油机调速系统中的应用以及模糊控制器的设计,并通过MATLAB对模糊PID柴油机调速系统进行仿真,仿真结果表明,模糊自整定PID控制系统可以改善系统的动态特性,减小系统的振荡,提高系统的响应速度。