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。     

一种带智能积分的自调整因子模糊控制器

本文介绍一种带智能积分的全论域自调整因子模糊控制器，经数字仿真和模拟仿真证明这种控制器比一般自调整因子模糊控制器的控制效果更好。     

水平连铸计算机控制系统中的Smith-Fuzzy控制器

介绍了一种可补偿纯滞后的模型参考自学习模糊控制器 ,改善了普通Fuzzy控制器对大滞后工业过程的控制效果 ,通过模糊逆模型修改控制表 ,表现了较高的智能。以水平连铸控制系统为对象 ,进行了仿真研究 ,结果表明这种方法是可行的和有效的 ,具有很好的鲁棒性。     

水平连铸计算机控制系统中的Smith—Fuzzy控制器

介绍了一种可补偿纯滞后的模型参考自学习模糊控制器,改善了普通Fuzzy控制器对大滞后工业过程的控制效果,通过模糊逆模型修改控制表,表现了较高的智能。以水平连铸控制系统为对象,进行了仿真研究,结果表明这种方法是可行的和有效的,具有很好的鲁棒性。     

基于预测双反馈的3D打印机温度优化控制

针对FDM型3D打印机喷头温度控制系统的非线性、大滞后等特点,传统PID控制难以满足实际的性能要求.为提高控制系统性能,提出预测模型双反馈变论域分形模糊分数阶PID控制器.分数阶PID控制为系统提供更多的控制余度;变论域模糊控制的论域能够随着误差的变化而变化,实现不同时刻选择不同论域的模糊规则;短反馈算法的引入能够构成双层反馈控制,实现对喷头温度的快速、精准控制;系统反馈环节建立预测模型,实现更加精确的控制.针对变论域模糊分数阶PID控制器中参数选择,提出一种改进的鲸鱼算法进行参数优化,增强控制器的自适应能力.仿真结果表明,改进鲸鱼优化算法的预测模型双反馈变论域模糊分数阶PID控制的喷头温度控制系统较传统的PID控制具有更好的控制效果,系统响应速度快、抗干扰能力强、稳定性好,能够满足实际工业需求.     

基于新型组合积分控制器的积分过程先进控制

针对工业生产过程中常见的积分加纯滞后的过程对象,提出了一类双闭环控制器：内环和外环均使用组合积分控制器。内环用于系统的稳定,外环消除输入干扰的影响和改善控制系统的动态性能。这种控制器结构简单,仅有两个可调参数,且参数整定方便、直观。仿真结果表明：对于积分加纯滞后对象,在模型失配和干扰存在的情况下,该控制算法仍然能够保持稳定的被控输出,具有良好的鲁棒稳定性和动态调节品质,同时对时间常数较大的一阶加纯滞后系统也有着良好的控制效果。     

一种模糊控制开发系统及莫应用

介绍了ＯＭＲＯＮ公司的模糊控制开发系统及其工作原理，并应用该系统为工业生产中常见的一类纯滞后过程建立了模糊控制器，仿真结果表明控制效果很好。     

基于S函数的模糊整定PID控制器的设计及仿真

针对工业过程控制中被控对象往往为非线性、时变系统,常规的PID控制对于这样的系统的控制效果不是很理想,提出了模糊整定PID控制算法,并且在Matlab下利用S函数实现了模糊整定PID控制器的设计及仿真,并将该方法用于激光晶体生长系统的直径调节器中,结果表明,该系统对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用.     

大滞后系统的专家-模糊PID控制器设计

在工业过程中,大滞后系统的时滞、非线性情况严重,常规PID控制往往难以获得理想的控制效果.针对上述情况,设计了一种基于专家经验的模糊与PID并联复合型控制器,能够在PID控制的基础上改善系统的控制品质.介绍了带有可调因子的模糊控制算法,给出了模糊控制器相关参数的整定方法.根据专家经验制定了模糊控制与PID控制的加权系数的整定规则.对具有大迟延、大滞后特性的循环流化床的燃料量与床温模型进行了仿真研究.仿真结果表明:在大滞后系统的控制中,所设计的专家模糊PID控制器能够很大程度的改善系统的动态动性,且具有较好的鲁棒性.     

一种可变论域模糊控制器的设计及仿真

根据模糊控制器的特点,提出一种可变论域模糊控制器,即二级可变论域模糊控制器。首先介绍了可变论域模糊控制器的工作原理,然后阐述了二级可变论域模糊控制器的设计原理。第二级模糊控制器的论域由第一级模糊控制器动态改变。然后给出了二级可变论域模糊控制器的结构设计及参数确定方法,最后通过仿真与常规模糊控制对比。结果表明了二级模糊控制器能够在控制过程中能有效地减小系统稳态误差,提高响应速度,从而证实了这种方法的正确性及优越性,并且该方法适用于具有任何特点的模糊控制系统。     

一种变论域模糊控制器伸缩因子选择的新方法

对变论域模糊控制器伸缩因子选取的易实现性和输出的实时性问题进行了讨论,给出了一种选择伸缩因子的新方法。该方法与积分型伸缩因子和指数型伸缩因子选择相比具有计算量小、参数少的特点。通过仿真给出了该伸缩因子参数选择的原则。结合间歇反应釜工程应用,将此伸缩因子设置在变论域模糊控制器模糊推理的前件和后件,验证了此伸缩因子的有效性：在保证高精度的基础上,输出能快速跟踪系统的输入,为变论域模糊控制器实际应用提供了一种有效的解决方案。     

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.     

一种改进的三级倒立摆变论域模糊控制器设计

在传统变论域模糊控制系统中, 论域随着输入的变化实时改变, 论域的反复调整降低了控制的实时性, 同时伸缩因子的函数结构和参数也不易确定. 基于上述问题本文设计了基于改进型变论域算法的三级倒立摆模糊控制器: 首先提出了相对变论域控制思想, 然后采用模糊逻辑推理器构造了伸缩因子, 实时调整输入变量, 从而相对性地改变论域大小, 避免了传统伸缩因子的函数结构和参数不易确定的问题, 并根据系统闭环响应曲线设计了控制 器输出调整因子. 最后采用极点配置方法对状态变量进行综合, 避免了规则爆炸问题. 三级倒立摆的仿真结果表明了该方法具有较好的控制效果.     

基于变论域模糊增量理论的质子交换膜燃料电池温度控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部的电化学反应过程直接表现为温度的变化,所以有效的温度控制是保证燃料电池可靠性和耐久性的关键.本文将模糊增量控制用于PEMFC热管理系统中,将PEMFC的温度和电堆出入口温度差保持在设定值.首先,建立PEMFC热管理系统的动态模型,包括PEMFC电堆模型和辅助散热设备模型.然后,基于建立的系统模型,设计了一种变论域的模糊增量控制器.该控制器通过伸缩因子来动态调节模糊控制器中的量化因子和比例因子,实现对模糊论域的调节,从而提高控制的灵敏性和精确度.最后,将该温度控制方法用于10 kW燃料电池系统中,实验结果表明变论域模糊增量控制器相比于其他模糊控制方法,不仅具有更快的动态响应速度,还具有更强的鲁棒性和更高的控制精度.     

电阻点焊的变论域模糊控制方法

为提高电阻点焊模糊控制适应性和稳定性差的缺点, 根据变论域控制理论, 提出了电阻点焊的变论域模糊控制方法. 首先, 讨论了变论域模糊控制的基本原理. 其次, 设计了输入隶属函数、输出隶属函数、模糊控制规则、伸缩因子, 开发了一种基于规范化因子的电阻电焊变论域模糊控制器, 并使用模糊规则选择变论域的伸缩因子,给出了算法实现的具体步骤. 最后, 进行了不同控制方案的实验研究, 分析了实验结果, 验证了该控制算法的优越 性.     

变论域自适应模糊PID控制系统仿真与应用

由于电液伺服系统具有非线性、时滞性等问题,自适应模糊PID控制方式仍难以精确控制马达转速,故设计了变论域自适应模糊PID控制算法。通过设计合适的伸缩因子,将变论域与自适应模糊PID控制相结合,该算法可以精确控制电磁比例阀的流量进而控制马达的转速。将PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和变论域自适应模糊PID控制算法进行Matlab仿真,结果表明：变论域自适应模糊PID控制具有响应快、无超调、稳态误差基本为零的特点。通过可编程控制器实现了模糊PID控制与变论域自适应模糊PID控制算法在电液伺服系统中的应用,实验数据表明,变论域自适应模糊PID控制更加精确,符合工业控制要求。     

符号型自适应模糊控制器

伸缩因子设计是变论域模糊控制的关键, 也是设计的难点. 借助于Lyapunov综合分析方法, 提出一种符号型自适应模糊控制方案, 避免花费精力设计伸缩因子. 方案中使用符号函数替代输入的伸缩运算, 后件调整仍使用积分调节因子. 因此, 本质上它仍是一种论域可变的模糊控制. 相比较变论域模糊控制, 该方案所需规则少, 稳态精度高, 鲁棒性好. Lyapunov稳定性理论保证了跟踪误差的渐近收敛. 最后, 实例证实了方案的可行性.     

空天飞空天飞行器的自适应变论域模糊预测控制行器的自适应变论域模糊预测控制

考虑一类非线性不确定系统的变论域模糊预测控制问题.根据跟踪误差在线调整伸缩因子,使变论域模糊系统一致逼近被控对象中的未知干扰和不确定因素.通过引入鲁棒自适应控制器,消除了模糊建模误差,提高了系统的动态性能.基于泰勒展开的非线性预测控制律,避免了繁重的计算负担.基于Lyapunov理论,给出了伸缩因子的σ调整律,并证明了闭环系统一致最终有界.最后,将该算法用于空天飞行器(ASV)姿态控制系统的设计,仿真结果表明了该算法的有效性.     

变论域自适应模糊控制及其在Chua's混沌电路中的应用

本文研究输出反馈自适应变论域模糊控制方法.变论域模糊控制通过自适应调节伸缩因子,生成大量规则,提高了系统的控制精度.由于状态的不完全可测,本文首先通过构造状态观测器实现输出反馈控制.然后,为了抑制外部扰动和参数变化,通过监督控制将系统的状态约束在给定的范围之内,从而提高了控制器的精度和鲁棒性.进而利用Lyapunov函数证明了观测器-控制器系统的稳定性;在所有状态一致有界的前提下,整个自适应控制算法保证闭环系统的稳定性.最后将所提算法应用于Chua s混沌电路,仿真结果证明了控制方法的有效性.