模糊自校正PID控制技术在线材活套控制中的应用

为提高线材热连轧活套的响应速度及鲁棒性,采用了先进的模糊自校正PID控制技术来改造活套控制系统,介绍了该系统的组成、动态数学模型及模糊自校正PID控制器的设计与仿真结果,结果表明,该控制器动态、静态和抗干扰性能均较理想。     

基于ITAE的铝合金MIG焊熔宽控制仿真

针对铝合金MIG焊过程的复杂多变性,在已建立的脉冲电流占空比与焊接正面熔宽之间的动态阶跃响应辨识数学模型基础上,设计基于ITAE准则的自整定优化PID控制器,对铝合金MIG焊占空比对熔池正面宽度动态响应控制效果进行了仿真研究,并研究控制系统在随机干扰信号作用下单位阶跃响应的鲁棒性,与增量式PID控制器和鲁棒极点配置控制器的控制效果进行了对比分析。结果表明,基于ITAE准则的自整定优化PID控制器在能够满足控制精度要求的同时,也具有较快的响应速度,较好的稳定性和鲁棒性,为更好地实现铝合金MIG焊熔宽实时控制提供了理论基础。     

数控机床直接驱动系统极点配置鲁棒控制器设计

对数控机床直接驱动系统提出极点配置鲁棒控制器设计.由于H∞控制主要用于抑制扰动,难以处理动态性能和闭环极点的定位问题,可通过使闭环极点分布在左半平面的合适区域来取得.在H∞设计中,通过引入闭环极点配置来调整系统的动态特性,从而达到改善系统性能的目的.仿真研究表明,设计的极点配置鲁棒控制器不但在抑制扰动方面能达到要求,并且把闭环极点配置到了指定的区域,较好地改善了系统的性能.     

轧机独立传动系统的PID与状态观测组合控制

为了提高轧机多电机传动系统的同步性,提出了参数自学习PID与状态观测的组合控制方法,分析了轧机主传动系统的工作原理,建立了电机-轧辊的二质量旋转体模型。设计了参数自学习PID控制的同步控制器,基于BP神经网络进行参数自学习,实现了实时的最佳PID控制。为了消除传动轴扭振引起的系统震荡,设计了状态观测器,对轧辊转矩进行预先估计和补偿;同时,将状态观测值进行反馈,实现极点配置,获得了期望的极点位置和控制性能。经验证,与单独使用参数自学习PID控制器相比,组合控制器在启动阶段的调节时间降低了81.8%;在受扰阶段的最大同步误差降低了87.4%,调节时间减少了29.3%。以上数据说明PID与状态观测的组合控制器能够实现较好的同步控制效果,且抗干扰能力较好。     

液压挖掘机工作装置控制方案研究

在建立液压缸位置控制系统模型基础上,采用Matlab7.1进行了仿真和动态分析.研究了电液位置控制比例系统的动态特性.在分析传统PID及模糊控制器优缺点的基础上提出应用PI+模糊规则自校正的控制策略可改善其系统性能.仿真结果表明,PI+模糊规则自校正控制的电液位置控制比例系统控制效果较好.     

柔性臂工业机器人振动控制的研究

建立了柔性臂工业机器人动力学模型,基于可控规范形及LQR最优调节器求解了反馈增益矩阵,给出了计算伺服输入方法,比较了基于可控规范形所设计的控制器与基于LQR最优调节器所设计的控制器的性能.通过期望极点配置和参数计算,所设计的控制器能适应控制系统要求,仿真结果表明该方法有效.     

基于精校机的广义最小方差的极点配置控制器的仿真与应用

广义最小方差自校正控制器适用于过程模型已知,但参数缓慢变化且具有外干扰的随机系统。这种控制器具有算法简单,用一台微型计算机就可以实现的特点,因此具有实用价值。文章通过增加加权项和对系统极点位置进行配置的方法,对广义最小方差自校正控制器进行了改进,研究出性能优异的控制策略,最后将其应用于校直机电液伺服控制系统。仿真表明,该方法能够满足精校机电液位置伺服系统高精度、快响应的要求。     

基于神经网络的磁轴承自适应控制器

研究机床电主轴上采用的主动磁轴承系统的建模,设计了基于RBF神经网络的自适应PID控制器.该控制器可根据磁轴承的运行情况进行在线自学习和自校正,避免了PID控制器参数整定困难且无法及时改变的缺点.基于某磁轴承系统的仿真和实验研究表明,该RBF-PID控制器能很好地抑制转子振动,满足控制要求.     

基于滑模变结构控制的鲁棒控制器设计

为了有效抑制状态变量的超调,加快转子的收敛速度,增强系统的抗干扰性,提出了一种基于滑模变结构控制方法的鲁棒控制器。与传统PID控制器不同,该控制器采取最终滑动模态的极点配置方式对系统的期望闭环动态以及选择滑模面进行设计,然后采取基于李亚普诺夫稳定性理论的控制方法来设计滑模控制器,使系统在设计的滑模面上具有期望闭环动态,在执行器动态变化导致误差的情况下,所述系统依旧可以在有限时间内收敛到设计的滑模面。该控制可以代替PID控制器应用于永磁同步直线电机,验证所设计的控制器在系统参数(动子质量、粘滞摩擦系数)发生较大变化和负载扰动情况下,都保持良好的跟踪性能,实现系统对不确定性扰动下的强鲁棒性。     

积分可分离式PID控制器及其性能仿真

PID控制器已广泛应用于工业控制中,其性能好坏直接影响系统工作的稳定性和抗干扰能力.积分可分离式PID控制器是在常规PID基础上发展出来的一种新型调节装置.文章首先以PI控制器性能分析为例说明控制参数选择的重要性,并将常用PID控制器与积分可分离式PID控制器在系统动态响应性能上作以比较,最终应用dSPACE1104系统进行实时仿真测试,仿真结果表明最优参数的整定,有利于提高系统工作的稳定性和抗干扰性.     

基于模糊自整定参数PID控制的铝合金薄板脉冲MIG焊

针对铝合金薄板脉冲MIG焊,提出了一种比例积分微分(proportion integral derivative,PID)参数模糊自整定控制方法,文中介绍了其原理及设计思路,将模糊逻辑控制器引入已建立的PID控制器的Simulink仿真模型,实现了PID参数模糊自调节,并进行了输入适应性对比试验和抗干扰试验分析,表明PID参数模糊自整定控制器在输入适应性和抗干扰方面更胜一筹,能进一步提高弧焊电源性能.最后对铝合金1 mm薄板进行了传统PID控制和模糊自整定参数PID控制焊接试验对比.结果表明,该方法焊缝光亮、飞溅少、焊接过程比较平稳,可获得较好的焊缝质量和稳定的焊接过程.     

模糊自适应PID在数控进给伺服系统的应用

数控机床的进给伺服控制是复杂的机电耦合系统,因其存在参数时变、负载扰动以及电机的非线性等缺点,很难为其建立准确的模型。模糊Fuzzy控制具有无需建立被控对象的数学模型、鲁棒性好等优点但稳态精度差,将模糊控制和PID控制相结合,设计了模糊自适应PID控制器,并将此应用于数控伺服系统的控制中,该控制器具有较完善的控制性能。仿真实验的结果表明,采用该模糊自适应PID控制器具有较高的稳定精度,较强的鲁棒性。     

面向电子压力机模糊神经网络PID控制的研究

针对电子压力机位置伺服系统的非线性和时变的不确定性,压装力、压装速度和压入深度高可控性,系统的高稳定性、适应性及较强的抗干扰能力等特点,提出将神经网络实现模糊PID自调整的控制特性应用在现存的小型电子压力机的位置伺服系统中的方法。该控制策略将模糊控制的推理能力和神经网络的学习能力进行了有效的结合,其中,PID控制器参数自调整是通过学习并记忆PID参数调整的基本规则来实现的,以满足电子压力机位置伺服系统的要求并用MATLAB软件编程进行仿真分析。仿真结果表明:相比较常规神经网络与传统PID相结合组成的控制器,模糊神经网络PID自调整控制器对于电子压力机的位置伺服系统具有更快的响应特性及更好的稳定性。     

遗传算法整定PID控制交流伺服系统的研究

交流伺服技术是研制开发各种先进机电一体化产品的关键性技术，针对伺服系统具有时变性、模型的不确定性等，提出采用基于遗传算法的PID自适应控制算法，实现控制器参数的在线自寻优。仿真结果表明，该控制算法具有很强的鲁棒性、抑制外界干扰性和良好的动态性能。     

位置伺服系统逆模型控制算法研究

运用逆模型算法控制新型驱动式阀控缸位置伺服系统,将系统线性化成伪线性系统,利用状态反馈和极点配置方法设计线性系统控制器,实现对系统的控制;并与传统的PID控制方案进行比较。仿真结果表明,采用逆系统控制方法的控制效果较传统PID控制方法好。     

基于温度控制系统的模糊自整定PID算法设计

考虑到温度的控制特性,以及常规PID控制器参数整定方法不能获得满意控制性能的问题,提出了一种基于模糊自整定参数的PID算法.针对隶属度函数对模糊推理模型的精度影响和控制算法的特点,建立了模糊PID控制参数规则调整表.该方法不仅具有模糊控制的动态性能好、上升时间快和超调小的特点,而且具有PID控制器的鲁捧性好、动态跟踪品质高和稳态精度高的特性.结合实际的温度控制系统,对水的三相点、沸点以及水温进行了测试与控制,得到了实际控制的温度教据.     

具有间隙的风力机变桨距系统模糊自整定PID控制

因加工、安装和磨损的原因,大型风力机的变桨距电液控制机构铰链处不可避免的存在间隙,过大的间隙会使得变桨过程超调量增大,调节过程震荡次数过多,甚至引起叶片与塔架共振,最终导致风力机停机事故。分析了变桨距机构铰链处间隙的形成机制,提出了用模糊自整定PID控制算法对间隙进行补偿的方法,依据间隙的振-冲模型制定模糊推理规则,对PID控制器参数进行自适应整定。在间隙分别为0.2、0.4、0.6和0.8 mm时对常规PID控制器与模糊自整定PID控制性能进行对比研究。结果表明:相比常规PID控制器,模糊自整定PID控制方法使得变桨距控制系统超调量和震荡次数显著减小,有效地避免了系统变桨冲击。     

一种抑制共振模态影响的伺服系统控制器设计新方法

伺服控制系统的控制性能会受到机械共振的影响,导致实际应用时控制器参数需要进行额外的调整。为了提高PID参数设计的准确性,减小共振模态对控制系统的影响,在设计伺服系统位置环控制器前,建立共振模态的数学模型,并将共振模态看成伺服系统位置环被控对象的一部分。然后,根据已包含了共振模态的被控对象的数学模型来设计伺服系统的二自由度控制器,其中前馈控制器通过不变性原理设计,反馈控制器通过提出的五阶极点配置的方法进行设计。结果表明：提出的伺服系统设计新方法能够有效提高控制系统的性能,减小机械共振的影响。因此,对于已知共振模态的伺服控制系统,该设计方法得到的控制器参数更加适用,能有效减小实际调试的难度。     

PMSM控制器参数自整定研究

文章研究永磁同步电动机( Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)转速电流双闭环控制系统控制器参数的自整定方法.电流环根据辨识得到对象参数按照工程设计方法进行整定.速度环采用模糊自整定的方法.根据速度响应的超调量和调节时间,经模糊化、模糊推理和清晰化得到控制器参数调整量,从而改变速度控制器参数,直到满足指标要求,最后将参数固定.实验表明,该方法改善了速度响应性能,实现了永磁同步电机安装后伺服驱动控制器参数的快速自整定.