航空发动机闭环增益成形PID控制器设计研究

PID参数整定是PID控制器设计的关键.针对航空发动机PID控制器参数整定问题,研究了一种基于闭环增益成形PID设计方法在其中的应用.首先,根据期望控制系统的截止频率设计具有一阶惯性环节形式的期望闭环传递函数形状.然后,将某发动机对象传递函数近似表示为二阶深严格真形式;继而,可根据闭环增益成形设计方法,即假设期望闭环传...     

基于模糊PID的伺服系统误差补偿控制

针对数字控制机床进给伺服系统中常规PID控制器整定效果不理想,实用性差、加工精度低的问题,文中在某型数控铣床的基础上,对其进给伺服系统的PID控制器进行了研究。首先对系统电路进行了改进,设计得到模糊PID控制器,并选择确定核心元件,建立了PID误差控制补偿模型。然后基于PID优化理论,应用模糊自适应技术实现对PID参数的整定与优化。对模型的仿真计算结果表明,该方法能够有效减少系统误差补偿控制的调节时间,提高系统的整定效率,增强系统的抗干扰性能。     

带Smith预估器的预测PID控制器的设计

设计了一种基于广义预测的思想的PID参数整定的改进算法。利用阶梯式控制策略,有效地减小参数整定中的计算复杂性,并能更方便地通过阶梯因子对所得PID控制器的控制性能进行调节。另外,文中对大延时系统的参数整定误差进行了分析,并通过引入Smith预估器改善了这类系统的参数整定效果。仿真实例说明了上述算法的有效性。     

基于改进型Smith预估器的超临界机组主汽温模糊控制系统

介绍了超临界机组主汽温采用燃水比调整和二级喷水减温调节的控制策略.针对超临界机组主汽温对象时变性、非线性、大迟延等特点,提出了一种改进型Smith预估器对主汽温对象惰性区特性进行预估补偿,并将模糊控制理论与经典控制理论结合形成了主汽温综合控制方案.通过现场实际采集的历史数据,对系统进行仿真分析,结果表明该方案可以很好地解决主汽温系统的非线性和滞后性问题.     

基于粒子群算法的PID控制器参数优化

粒子群算法是一种智能算法,在PID控制器参数整定的应用中可取得更优的效果。为解决传统的粒子群算法早熟收敛和收敛速度慢的缺点,文中采用了一种基于相似度动态调整惯性权重的方法,即越靠近目前最优粒子的个体被赋予越小的惯性权重值。最后用MATLAB对等温连续搅拌釜反应器仿真。与标准的PSO算法整定方法相比,改进的粒子群算法稳定时间为230.1 s,比传统粒子群算法524.7 s的稳定时间缩小了一半,表明改进的算法对PID控制器的参数优化有着较优的收敛效果。     

基于改进粒子群算法的自抗扰控制器参数优化及仿真

自抗扰控制器参数较难整定在一定程度上限制了其应用,文章针对这一问题,利用改进的粒子群智能算法,对自抗扰控制参数进行优化设计。该算法选择合适的适应度函数作为其控制性能优化指标,增强了惯性参数的自适应性,并引进速度钳制以防止陷入局部最优,最后通过MATLAB平台实现算法和控制器仿真及参数优化,实验结果表明该方法,对解决自抗扰控制器参数多难整定的的问题具有一定的意义。     

附加惯性项神经网络云台自抗扰控制研究

针对自抗扰控制器参数较多且不易整定的缺陷,以三轴增稳云台内框为研究对象,提出一种附加惯性项神经网络云台自抗扰控制方法。该方法首先通过添加附加惯性项的RBF神经网络对被控对象进行辨识,从而获得单神经网络自学习需要的Jacobian信息,然后将扩展的积分系数、非线性误差反馈控制律中的比例系数和微分系数作为单神经元的权重,利用单神经元的自学习能力改进自抗扰控制器。仿真结果表明:加入神经网络的自抗扰控制器具有较好的鲁棒性,与参数固定的常规自抗扰控制器相比具有更高的精度和更快的响应速度。     

基于遗传算法的PID控制参数整定研究

PID控制作为一种经典的控制方法被广泛应用于工业控制中,是实际工业生产过程正常运行的基本保障。随着计算机技术的发展和人工智能技术的出现,PID控制器参数整定不再只是传统整定,而出现了多种新的PID控制器参数整定方法。文章通过深入研究PID控制理论,罗列和分析了传统PID参数整定技术,最终利用遗传算法完成PID多参数智能整定,从而保证PID控制器的无超调、稳定、快速的完美控制。     

基于改进PSO算法的机载光电平台分数阶控制

机载光电平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等干扰,传统的PID控制器控制性能差,抗干扰能力弱。针对这一问题,设计了一种动态性能好、鲁棒性强的分数阶控制器;同时提出一种基于改进速度和惯性权重的粒子群算法整定分数阶控制器的5个参数。仿真实验表明：改进后的粒子群算法拥有更快的收敛速度,求解更加精确;光电平台速度环控制系统超调量降低至0.13%,正弦扰动隔离度较标准算法提高64.06%,响应速度和鲁棒性大大提高。     

基于频域分析的空调温度控制系统的研究及仿真

针对空调温度控制中被控系统存在的一阶、二阶时滞不稳定过程,采用一种基于极点配置的方法,对Smith预估控制器进行广义等效,等效后的系统可看成不含有时滞的一、二阶系统,通过选用合适的PID控制结构,使系统闭环传递函数满足标准的二阶系统形式.对其等效的闭环控制系统进行频域分析,按照工程实际选用合适的调节时间和闭环极点,整定...     

一种改进的PID参数整定方法

当使用先进策略整定PID控制器参数时,往往要依赖于系统所辨识的对象模型。为了降低对系统模型的依赖性,提出了一种基于同时扰动随机逼近的在线、无模型的参数整定方法。算法的核心思想是利用高效的同时扰动技术对PID控制器性能指标函数的梯度进行估计,并利用随机逼近技术对PID的三个参数进行在线调整。仿真结果验证了该方法的有效性。     

光电跟踪自抗扰控制技术研究

为了实现对快速运动目标高精度跟踪,对光电跟踪系统中的自抗扰控制技术进行了研究。根据速度闭环传递函数,利用三阶非线性扩张观测器估计系统状态变量,实现对不确定性因素的补偿,通过改变位置环被控对象传递函数提高系统的跟踪精度。对系统进行仿真与实验研究,分析自抗扰控制对光电跟踪系统动态和稳态性能的影响,与PI控制相对比,结果表明:对于高速运动目标,利用自抗扰控制技术可以将系统的跟踪精度提高7倍左右;对于低速运动目标,由于摩擦和系统噪声的影响,系统的跟踪精度仅提高了4倍左右。若在控制回路中引入相位超前环节,可以将系统的超调量降低40%,进一步改善了系统的动态性能,该技术的实现对于高精度跟踪控制的研究具有重要的应用价值。     

基于DSP和PowerPC的开放式伺服控制系统设计

设计了一种基于DSP和PowerPC的开放式伺服控制系统,该系统主要采用TMS320C6713微控制器实现通信及控制算法的运算。硬件部分介绍了双端口RAM电路、电源电路及复位电路,并提出了PowerPC端和DSP端基于双端口RAM芯片进行通信的方法。软件部分每400 us进行一次伺服采样运算并通过PID调节进行误差补偿。通过实验对PID算法部分进行参数整定及误差分析,结果证明,该伺服运动控制系统可达到良好的控制精度。     

An ANFIS based fuzzy controller for corner compensation

As threshold voltage of CMOS transistors is the main parameter that takes effect from process variations, in this paper a novel method for corner detection is presented which senses the variations of fabrication process through threshold voltage of the devices. A new general purpose 2-input, 2-output, 25 rules, ANFIS based fuzzy controller is proposed to compensate the variations subsequently. In this controller novel structures are presented for each block including membership function generator, Min–Max selector and defuzzifier. As an application, bias points of comparators of a typical flash ADC are controlled through introduced system in order to compensate the process variation effects and minimizing total power consumption consequently. Due to differential structures used in the architecture of the blocks, major part of the power supply noise is rejected. The Hspice (level 49) simulation results are given using a generic 0.35 μm standard CMOS technology parameters and power supply of 3.3 V with total power consumption of 15.6 mW for 7.4 MFLIPS. Because of simple and symmetrical circuitry, layout of the proposed controller is very compact, about 410 μm × 210 μm.     

Industrial applications of fuzzy logic at General Electric

Fuzzy logic control (FLC) technology has drastically reduced the development time and deployment cost for the synthesis of nonlinear controllers for dynamic systems. As a result we have experienced an increased number of FLC applications. We illustrate some of our efforts in FLC technology transfer, covering projects in turboshaft aircraft engine control, steam turbine startup, steam turbine cycling optimization, resonant converter power supply control, and data-induced modeling of the nonlinear relationship between process variables in a rolling mill stand. We compare these applications in a cost/complexity framework, and examine the driving factors that led to the use of FLCs in each application. We emphasize the role of fuzzy logic in developing supervisory controllers and in maintaining explicit tradeoff criteria used to manage multiple control strategies. Finally, we describe some of our FLC technology research efforts in automatic rule base tuning and generation, leading to a suite of programs for reinforcement learning, supervised learning, genetic algorithms, steepest descent algorithms, and rule clustering     

光纤陀螺稳定平台控制系统的设计与实现

针对重力测量中海空重力仪需要时刻保持稳定的垂直指向的问题,设计了一种双环比例、积分、微分(PID)控制方法来控制平台水平,隔离外界扰动;针对力矩电机设计中存在死区的特性,提出了一种死区补偿函数,减小电机死区对控制精度的影响;针对双环PID参数难以整定的问题,设计了一种优化的差分进化（DE）算法,减小参数整定时的工作量。仿真和实测实验结果表明,基于双环PID控制和死区补偿的系统稳定性高,控制精度优于30″;改进DE算法的参数整定性能优于遗传(GA)算法和粒子群(PSO)算法,且计算量小。     

基于Matlab的警戒控制器的仿真研究

为了提高动态系统性能指标的要求,本文提出了警戒控制器的控制算法。通过Matlab矩阵运算和图形功能编写最小二乘法的算法程序,对动态系统进行参数辨识。应用Matlab的程序对自校正控制律与警戒控制律所决定的系统性能指标进行仿真,经过比较与分析表明,将参数估计的误差的不精确性考虑到控制算法的警戒控制的动态性能指标达到最小,控制效果优于自校正控制,这对建立适合过程控制的特点的控制方法是十分有效的。