电动助力转向系统的模糊自适应PID控制

研究实时跟踪助力转向系统,针对汽车电动助力转向系统(EPS)控制的可靠性和稳定性要求,由于正常运行电机转向柱和轴运动均有滞后稳定性差的问题,在对EPS的结构和动力学性能分析的基础上,建立EPS系统仿真模型,提出模糊自适应PID控制策略.模糊自适应PID控制在系统动态过程中能实时改变PID参数,使系统不同的状态对应不同的PID参数,克服了控制参数固定不变无法实时控制EPS系统动态响应特性.仿真结果表明,在EPS中模糊自适应PID控制比常规PID控制具有更好的稳定性和可靠性,完全满足EPS的控制系统快速特性的要求.     

基于模糊自适应整定PID的活套高度控制系统

针对板带热连轧机传统活套高度控制策略存在的问题,提出用模糊自适应整定PID的控制策略．控制器输入取活套量的偏差e和偏差变化率ec,输出取PID控制器3个参数的修正量,从而实现了PID参数的在线自整定．通过MATLAB语言,进行了传统PID控制与模糊自适应整定PID控制动态性能的仿真比较,结果表明采用模糊自适应整定PID控制可明显提高活套高度控制系统的动态性能．     

无刷直流电机模糊自适应PID控制研究与仿真

针对传统的PID控制方式在对无刷直流电机系统控制时,存在精度低、抗干扰能力弱等不足,提出一种基于参数自适应模糊PID集成控制策略。首先,分析了无刷直流电机的数学模型,建立了基于双闭环调速系统的无刷直流电机控制系统模型,并对无刷直流电机双闭环系统转速进行模糊PID控制;然后,详细分析了建立该模糊自适应PID控制器的设计方法,提出一种优化模糊算子的优化方法,并运用仿真软件Matlab/Simulink实现了系统的设计和仿真;最后,在相同环境下,对比传统PID控制和模糊自适应PID集成控制两种控制策略的仿真结果。仿真结果表明,模糊自适应PID集成控制算法能使无刷直流电机双闭环控制系统具有更好的动、静态性能及较强的自适应能力。     

直流无刷电机智能控制系统研究

阐述直流无刷电机工作原理,分析直流无刷电机的数学模型;介绍模糊控制理论与神经网络控制理论,提出模糊自适应PID控制策略;在MATLAB环境下,分别使用反电动势建模法建立直流无刷电机控制系统的模型,并对各个模型进行仿真分析。然后利用BP神经网络控制策略,模糊自适应PID控制策略改进速度控制器中的常规PID算法,进行仿真,并将所得结果进行对比。从对比结果可以得出模糊自适应PID控制策略更适合直流无刷电机的控制。     

电弧焊接过程熔深PID自适应控制研究

熔深是影响电弧焊接质量的重要因素。由于电弧焊接过程存在大惯性、大时滞等非线性特征以及不确定的干扰因素,熔深控制较为困难。为控制熔深,结合模糊逻辑,提出了一种电弧焊接过程熔深比例、积分、微分PID自适应控制策略,并建立了仿真试验系统。常规PID控制器具有较强的鲁棒性,而模糊PID(Fuzzy-PID)可在线改进常规PID控制器的比例、积分和微分控制参数,增强常规PID控制器的适应性。将模糊PID控制器和常规PID控制器并联,构成了电弧焊接过程熔深PID自适应控制策略,可自适应调节2个控制器的输出,以控制电弧焊接过程熔深。仿真结果表明,与常规PID、并联PID以及Fuzzy-PID控制策略相比,该熔深PID自适应控制策略的给定值跟踪和干扰抑制性能更优,具有更好的控制效果,可进一步应用于实践。     

基于PLC的钢管定长切割模糊智能控制系统研究

针对现有飞锯定长精度低和传统PID控制策略存在的不足,提出利用PLC技术结合模糊PID算法的智能控制策略,实现PID控制参数的在线自适应调整。通过MATLAB仿真软件,进行了常规PID控制与模糊PID控制动态性能的仿真比较,研究结果表明采用模糊PID控制可明显提高其动态响应性能及定长切割的精度。     

冗余自由度工业机器人模糊自适应PID控制研究

为提高汽车生产中涂胶工序的工作效率和空间利用率,改善机器人避障性能,设计了一款具有7自由度的冗余度工业涂胶机器人,并对其控制方法开展研究。针对现有PID控制方法应用于非线性时变的多自由度多刚体串联式开链系统时,控制效果有限、难以达到系统精度要求等问题,基于传统PID控制和模糊自适应控制算法,提出了一种带有重力补偿的模糊自适应PID混合控制方法。该方法在对冗余度工业机器人进行动力学分析的基础上,基于牛顿-欧拉分析法建立了冗余度机器人动力学模型,基于动力学分析设计了带有重力补偿的模糊自适应参数整定PID控制策略,建立了控制器模型,通过Matlab仿真实验表明,具有模糊自适应参数整定PID控制较有重力补偿的传统PID控制具有更好的控制效果。     

无刷直流电动机模糊自适应PID控制策略的仿真研究

在无刷直流电动机控制系统中,如何提高系统的控制精度、稳定性及鲁棒性备受关注。当无刷直流电动机系统的负载或参数发生变化时,传统的PID控制策略很难达到预期的效果。文章基于模糊控制理论,建立了模糊推理规则表,设计了模糊控制器和模糊自适应PID控制器,并对模糊自适应PID控制策略在无刷直流电动机系统中的应用进行了仿真研究。仿真结果表明,模糊自适应PID控制策略能加快无刷直流电动机系统的响应速度,并具有较强的鲁棒性。     

汽车电助力转向系统仿真与控制策略研究

为了帮助驾驶员轻松完成转向操作及提高转向路感,构建了转向轴式电助力转向（Column-Electric Power Steering,C-EPS）系统的动力学模型,同时构建了二自由度汽车动力学模型以及轮胎阻力模型;设计了应用模糊PID控制算法的助力控制策略、应用PID控制算法的回正控制策略和应用四象限控制算法的阻尼控制策略。通过Matlab/Simulink软件对3种控制模式进行了仿真与分析研究。研究结果表明：提出的3种控制模式可以保证驾驶员能够得到更多的路感信息,转向盘转角及齿条位移迅速地达到稳态,避免了汽车高速行驶转向时转向盘过轻,保证了驾驶安全性。     

电液耦合转向系统建模与控制方法研究

电液耦合转向(EHCS)系统是同时具备电动助力和液压助力的新型转向系统,是提高商用车转向性能的一种方案.目前该系统工程化缺乏理论研究,为满足转向系统转向路感、转向轻便性、操纵稳定性及主动回正等性能要求,提出基于助力特性曲线设计,结合模糊PID控制的双层控制策略.完成控制器设计以后,在分析系统各部分数学模型基础上,构建了Simulink/Trucksim联合仿真模型并对结果进行仿真.结果 表明:模糊PID控制下不同车速的电机实际电流跟踪性能满足要求,设计的助力特性使EHCS相较于传统转向系统具有更好的转向性能,验证了控制策略的有效性.     

智轨电车全轴导向系统的位置伺服控制方法研究

针对智轨电车全轴转向冗余控制需求,文章提出一种基于油缸位置的闭环控制策略。首先建立了车桥转向机构的运动学数学模型,通过Newton-Raphson方法求得其运动学正解,并通过Matlab建模及ADAMS仿真验证了所建模型的正确性;通过采集方向盘控制的驾驶轴油缸位移信息来获取驾驶轴的转向角度,以此作为整车转向控制算法的输入,从而计算得出其他转向轴的目标转向角度,并通过数字PID完成闭环控制。多轴转向系统PID闭环控制试验及整车测试结果验证了该控制方法的有效性。     

基于AFSMC算法的四旋翼飞行器控制策略研究

针对四旋翼飞行器在飞行过程中,控制系统存在非线性、强耦合、不确定性和鲁棒性差的问题,建立了关于四旋翼飞行器的动力学数学模型,将自适应控制、模糊控制和滑模控制相结合,提出基于自适应模糊滑模控制(AFSMC)的快速平稳控制策略。采用模糊系统推理方法实现理想控制律的逼近。在满足李雅普诺夫稳定性条件的前提下进行控制器的设计和稳定性分析,并结合四旋翼的数学模型和给定参数进行了MATLAB仿真。仿真结果表明,AFSMC控制器相比常规PID控制器具有良好的动态性能和抗干扰能力。     

基于GSAGA的模糊PID控制在自动油门系统中的应用研究

针对现代民用飞机非线性和时变的特点,设计了一种用于民机自动油门控制系统的模糊PID控制器;模糊控制器以速度跟踪误差及其微分信号作为输入调节PID控制器的比例、积分及微分参数,进而控制油门开度以调节发动机推力,最终实现对速度的控制;文中进一步采用广义自适应遗传算法(GSAGA)对模糊PID控制器的输出因子进行优化,在着陆模态下采用所设计的优化控制策略与传统模糊PID控制进行了对比仿真,仿真结果显示,在民机自动油门控制系统中基于GSAGA的模糊PID控制器的控制效果优于传统模糊控制方法,仿真结果符合飞行品质指标,控制效果良好。     

基于模糊自适应方法对汽车定速控制的研究

对于一般线性系统的控制常采用PID方法,但在具有复杂非线性特性的系统中,如汽车定速巡航系统,PID结构常出现参数选择盲目、固化,系统易产生振荡、超调、响应慢等问题,为找到一种有效控制汽车定速行驶的方法,提出将现代模糊控制与传统PID控制方法结合,构建出模糊自适应控制方法,并针对影响车速的汽车动力学系统对象进行仿真。最后结合常用PID方法控制结果进行对比,仿真结果表明模糊自适应控制方法不仅具有自动修正参数的能力,还具有稳定性强、响应快速以及超调量小等优点。     

汽车操纵稳定性的自适应控制策略研究

针对汽车系统的非线性和参数不确定性,设计了一种“前馈+反馈”自适应神经模糊控制器,通过ESP和AFS的协调控制来提高汽车操纵稳定性.ESP反馈控制器采用模糊控制策略,以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标;AFS前馈控制器采用径向基神经网络控制,以反馈控制器的输出作为误差进行学习,从而实现自适应控制.仿真结果表明,上述控制策略是可行和有效的,能显著改善汽车在高速或湿滑路面上的操纵稳定性.     

基于LPC2131的EPS控制系统设计

电动助力转向系统（EPS,Electric Power Steering）是保障车辆安全性和可靠性的最重要的关键系统之一,而EPS控制系统设计的优劣与EPS的性能指标直接相关,因而EPS控制系统的设计是车辆设计中的重要一环。本文采用高性能的ARM微处理器LPC2131来设计EPS控制系统的内核,引入模糊PID控制策略以及补偿控制算法和分层结构模块化硬件电路设计思想进行构建,并利用容错和冗余技术等措施对该系统进行优化,最终提出该系统的总体设计方案和具体的设计内容,并进行相关的试验验证系统的有效性。     

基于驾驶员转向模型的共享控制系统EI北大核心CSCD

针对车辆驾驶对于共享控制系统实用性的需求,提出了基于驾驶员转向模型的共享控制系统.基于驾驶员的视觉预瞄特性与神经肌肉特性建立了驾驶员转向模型,通过遗传算法辨识模型参数并分析其与车速和道路曲率之间的函数关系;采用模糊权重分配策略合理分配驾驶权重;本文利用基于所开发的CarMaker驾驶模拟实验平台,对系统进行在线测试和验证,结果表明该系统不仅能够更好地提升车辆的轨迹跟踪精度和安全性,辅助驾驶员转向,还能够极大地减轻驾驶员负荷.     

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RBF神经网络滑模控制的车辆横向控制研究

针对车辆横向控制系统中滑模控制器存在的抖振现象对转向机械结构带来的损耗问题,提出了一种基于RBF神经网络的滑模控制算法。利用RBF神经网络较强的自学习能力实时在线调节滑模控制器的切换项增益参数,增强系统的抗干扰能力与动态性能。将车辆实际参数代入仿真数学模型中,在Simulink仿真环境中进行对比仿真实验,仿真结果表明:该控制算法跟踪性能好,能够有效降低滑模控制器的抖振,满足车辆横向控制要求。     

船舶双舵同步补偿控制

采用双舵配置的船舶,两套舵伺服系统结构参数和电气参数等具有一定的差异.在航行过程中,将会导致船舶双舵的同步误差增大、舵效降低、操纵性能变差.为了减小双舵同步误差,本文阐述了一种模糊变论域同步补偿控制方法.为此首先对舵机系统进行了机理建模,然后借鉴主从控制策略提出了双舵同步补偿控制系统结构,针对PID适应性差的问题,引入变论域模糊控制思想,进一步设计了变论域模糊PID双舵同步补偿控制器.最后仿真结果表明所设计的控制器有效地减小了双舵同步误差、提高了船舶航向稳定性,该方法在船舶双舵同步控制中切实可行,具有工程指导意义.