倒立摆系统的T-S模糊控制研究

针对倒立摆的非线性采用T-S模糊控制的方法对倒立摆进行控制,建立了倒立摆的数学模型,并用Matlab进行了仿真,仿真结果表明该控制方法对倒立摆具有好的控制效果。     

单级倒立摆控制方法的仿真对比研究

运用牛顿动力学方法对单级倒立摆系统进行了数学建模,并对基于经典控制理论的PID控制方法、基于最优控制理论的LQR控制方法,以及基于模糊控制理论的模糊控制方法进行了仿真对比分析研究,其分析结果对该方向的研究具有理论指导意义.     

二级倒立摆的区间值模糊控制

为了提高倒立摆模糊控制的稳定性,研究了二级倒立摆的区间值模糊控制.根据区间值模糊集理论,由不同类型的隶属度函数构成区间结构,利用区间值模糊蕴涵建立控制规则,设计出二级倒立摆的区间值模糊控制器,并通过仿真与实时控制实验,对比分析了区间值模糊控制与点值模糊控制的性能.实验结果表明,区间值模糊控制具有更好的稳定性和鲁棒性.     

X-Z倒立摆的一种饱和非线性稳定控制方法的研究

X-Z倒立摆不仅具有普通倒立摆的最小相位和欠驱动特性, 同时具有更多的控制自由度.通过一定的状态变换, 发现了X-Z倒立摆与平面垂直起降飞行器模型之间的等价关系. 基于该等价关系,借鉴平面垂直起降飞行器的控制方法, 把饱和非线性控制方法应用于X-Z倒立摆的稳定控制. 通过与PID (Proportion integration differentiation)控制方法的仿真对比,证明了该稳定控制方法的有效性.     

倒立摆模糊控制虚拟实验的设计与实现

本文采用VRML对倒立摆装置进行虚拟,使用Simulink建立控制系统模型,利用模糊控制工具箱设计模糊控制规则及隶属度函数,通过虚拟现实工具箱对倒立摆进行控制,用开发的图形用户界面对整个系统进行统一操作。最后采用Visual C++对系统进行封装,形成完整的倒立摆模糊控制虚拟实验。     

强跟踪滤波器在倒立摆系统中的应用

倒立摆系统可以用多种理论和方法来实现其稳定控制,如PID、自适应、状态反馈、智能控制、模糊控制及人工神经元网络等多种理论和方法,都能在倒立摆系统控制上得到实现。强跟踪滤波器能够对被噪声污染的信号进行有效地估计,从而降低了噪声的影响,强跟踪滤波器的优点为对于模型不确定性具有较强的鲁棒性;对过程的缓变或突变状态均有很强的跟踪能力。介绍强跟踪滤波器在倒立摆控制系统中的应用并给出了仿真结果。仿真结果证实由于强跟踪滤波器能有效地估计倒立摆的状态,与没有采用强跟踪滤波器的控制方法相比较,不但降低了噪声对系统的影响,而且显著地提高了系统的鲁棒性。     

基于T-S模糊控制模型的单级倒立摆仿真研究

为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,本文利用模糊控制理论中的T-S模糊模型将其处理成多个局部线性模型的模糊逼近,并进行了模糊控制器的设计.通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:此模型实现了对单级倒立摆的稳定控制,并且具有模糊规则少、结构简单、很好的稳定性和快速性等优点,对于其它非线性不稳定系统的控制提出了一种有效的途径.     

基于DSP实现的一阶倒立摆控制

倒立摆是控制领域中典型的被控对象。本文通过智能控制算法实现倒立摆的起摆控制。当摆杆的角度进入稳定区域时,通过PID控制算法使摆杆稳定。整个控制过程由基于DSP(DigitalSignalProcessor)为核心的控制器来实现。经过实物检验,成功地实现了一级倒立摆的稳摆和起摆控制。     

基于变量分组模糊控制算法的倒立摆系统

采用模糊控制理论研究了直线一级倒立摆控制问题。直线一级倒立摆系统是多变量不稳系统,为了解决模糊规则爆炸问题,本文采用了变量分组的方法完成倒立摆模糊控制器的设计方案。要使直线一级倒立摆系统稳定,必须对小车位置和摆杆角度同时进行闭环控制,而单一的控制只能控制一个控制量,本文提出了两回路的模糊控制方案。仿真和实验结果证明了该方案的可行性和良好的控制性能。     

倒立摆对象的预测函数控制

基于预测函数控制的诸多优点,希望能将其应用于复杂的非线性不稳定高阶系统,研究了该算法在倒立摆系统中的初步应用。在简要介绍了预测函数控制基本算法的基础上,通过仿真和实例说明了单纯PFC算法不能镇定相对简单的一级倒立摆系统,而采用单纯的PID算法往往不能获得期望的控制性能,故提出了PFC-PID串级控制。先用PID内环镇定倒立摆系统,外环再用PFC算法优化控制性能。最后通过仿真和实例验证了该串级算法具有良好的控制性能。     

薄煤层采煤机调高系统PID控制的研究与仿真

为了使采煤机滚筒调高系统在复杂工况下具有比较强的抗干扰能力,设计了模糊PID控制器.简单介绍采煤机的控制原理,建立系统数学模型,设计模糊控制器,对系统的稳定性进行判断.在稳定的控制系统下,建立仿真模型,给系统输入实际开采情况的三向力和三向力矩,比较无控制时、PID控制下、模糊PID控制下的输出曲线.结果表明:模糊PID控制系统的力波动范围最小,其次是PID控制,最差的是无PID控制.结论是模糊PID的控制效果最好,可以更好地满足系统的要求.     

基于模糊PID的风力发电机桨距角控制

模糊PID控制应用于风力发电机的桨距角控制,其中风力发电机采用具有强非线性的数学模型,模糊PID控制器使用二维线性规则库和高斯型隶属度函数的结构。在MATLAB平台上搭建仿真模型,仿真结果表明采用模糊PID控制比纯PID控制效果稳定,鲁棒性强,能够有效改善风力发电系统变桨距控制效果。     

基于神经模糊PID控制的四旋翼飞行器算法

四旋翼飞行器在执行任务时经常会出现稳定姿态精度低,抵抗干扰能力差等问题,提出一种神经模糊PID控制算法来调整原有模糊PID控制的模糊规则和隶属度函数,将设计的神经模糊PID控制算法与建立的四旋翼飞行器动力学模型相结合.为了验证神经模糊PID控制器的有效性,将传统PID、模糊PID控制算法作为对比算法,同时给定人为干扰因素.经过Matlab/Simulink仿真实验表明:在神经模糊PID控制下的四旋翼飞行器,具有较好的响应速度,稳态精度及更好的抗干扰能力,控制效果均优于对比算法.     

模糊整定PID控制在水电机组中应用研究

传统的水电机组PID控制不能根据系统的动态过程自动调整控制参数,系统在工况变化时很难达到较好的控制效果。本文提出一种改进的智能自适应模糊PID控制系统,模糊推理输出在线修改PID参数,并探讨了如何整定PID参数以达到最优控制效果。仿真实验表明这是一种有效的控制策略,尤其在启停机过程及负载扰动过程较传统PID控制具有更好的鲁棒性和稳定性。     

一种基于模糊 PID 的 3TPS/TP 型并联机器人的控制算法

3TPS/TP型并联机器人本身所具有的强耦合性、非线性和多变量等特点导致其无法建立精确的数学模型,进而使得传统的比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制算法难以得到较好的应用。文章将模糊控制算法和传统的PID控制算法相结合,得到模糊PID控制算法并应用于3TPS/TP型并联机器人控制系统的伺服电机中。仿真结果表明,模糊PID控制算法在控制精度、稳定性以及适应性方面都优于PID算法,控制效果符合预期要求。     

抄纸过程水分定量的改进型模糊免疫PID控制

针对抄纸过程中的水分定量控制对象是一个具有强耦合、非线性、大时滞的难控制对象,提出一种改进型模糊免疫PID控制方法,这种方法用三输出的模糊控制和免疫PID控制相结合的方法,避免了常规模糊免疫控制器只相当于一个非线性P控制器的缺点,能充分发挥PID三个参数的自适应性能;最后将这种方法对抄纸过程的水分定量控制进行了仿真研究,结果表明,该方法比传统模糊免疫PID有更好的自适应性,具有超调小、响应快等优点,对多变量耦合系统具有较强的自适应性、解耦和鲁棒性。     

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。     

飞机座舱压力专家模糊预控方法仿真研究

针对新型战机高空高速俯冲及俯冲转平飞情况下带来的座舱压力控制难题,提出一种飞机座舱压力专家模糊PID预控方法。在飞机高速俯冲时,基于压力调节系统时间延迟及飞机高度变化率改进常规模糊PID控制策略并提高座舱压力调整速度;在飞机状态转换时,利用专家控制器根据知识库及状态转换时间预测调整模糊PID控制策略,并引入重置机制以改善调整性能。经过知识库的动态学习,得出飞机状态转换时,采用模糊PID控制、模糊预控、重置PID控制参数的专家控制策略具有最佳的控制效果的结论。通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

小机车新型试验电源自适应模糊PID控制系统仿真研究

针对小机车传统试验电源系统存在的电压稳定性能差、响应速度慢的问题,提出了一种自适应模糊PID控制的小机车新型试验电源系统。对自适应模糊PID控制器的设计和建模,以及仿真的效果进行了详细的阐述,并进行了系统的鲁棒性分析。同时还将自适应模糊PID控制和传统PID控制进行了对比研究,证明了自适应模糊PID控制的小机车试验电源系统有电压稳定性能好、响应速度快的良好电气特性。     

变风量空调系统模糊自适应整定PID控制的仿真

针对变风量(VAV)空调控制系统采用单纯的比例-积分-微分(PID)控制该系统很难达到其节能和舒适的作用.采用将模糊控制与PID控制两种控制方法相结合用于该空调控制系统中,并通过仿真工具对两种控制方法分别进行动态仿真,其结果表明模糊自适应整定PID控制比单纯的PID控制具有更快的动态响应、更小的超调,具有较强的鲁棒性,其节能和舒适效果明显.