基于模糊理论的PID控制器设计方法及仿真研究

针对工业过程控制中传统PID控制器的不足,介绍了模糊PID控制器的设计方法,将模糊PID算法应用于汽轮机功频电液调节系统中,并将模糊PID算法与传统PID算法进行了比较.仿真研究表明,模糊PID算法比传统PID算法有更好的调节性能,模糊PID算法在保证系统快速响应的同时可以大大减小系统的超调量,可以很好地解决因机组甩负荷造成转速飞升并导致意外停机的问题.     

基于模糊PID的挂面烘房温度控制

以挂面烘房温度系统为研究对象,针对温度波动较大、易受外界环境干扰等问题,建立了烘房温度模型,设计了基于模糊PID算法的温度控制系统。采用两输入三输出的二维结构模糊控制器模型,通过模糊控制器实时调整PID控制器的参数。结合工厂实时采集的数据,将模糊控制器与传统PID控制器进行仿真比较。结果表明设计的模糊PID控制器超调小、抗干扰能力强,能适应于不同的工况,对实际控制系统具有一定的参考价值。     

Mamdani模糊算法在S7-300上的应用及仿真

针对长江大学油水气多相流实验分析系统中空气罐采用传统PID控制器进行加热控制难以准确、直观表现控制系统的状态,调整PID参数困难,控制超调大、不稳定等问题,依据Mamdani模糊算法设计了基于PLC的模糊PID控制器。给出了模糊控制器的结构框图,PLC系统与Simulink仿真软件之间通过Win CC 7.0的OPC服务器进行实时数据交换,实现了控制系统的实时仿真,结果表明,模糊PID控制器相比于传统PID控制器超调有了很大的改善,控制过程也更加稳定、迅速。     

基于DSP的异步电机自适应模糊PID控制的设计

为了提高对交流异步电机的矢量控制能力。采用新型DSP芯片TMS320F2812并将一种具有白适应调整能力的模糊PID控制器应用于其中。该控制器将模糊控制原理与常规的PID控制算法相结合。通过模糊规则参数修正算法实现了对PID参数的在线调整,使系统具有自适应能力,从而改善了传统PID控制器在电机参数改变时鲁棒性较差、抗干扰能力差等不足[8]。实验结果表明,该自适应模糊PID控制器较常规PID控制器具有更好的控制效果。     

基于模糊PID算法的锅炉温度控制系统研究

温度控制在工业上的应用非常广泛,温度控制系统大惯性、大的延迟和非线性特征。针对这一特征应用PID控制算法和模糊算法相结合的方法,模糊PID算法用于锅炉温度控制系统的研究。并开发使用PIC单片机作为控制器芯片,应用模糊PID算法对电锅炉温度进行控制。本文介绍了锅炉温度系统的组成,系统的软件流程和模糊PID控制器的设计。     

一种模糊PID控制器的设计与仿真

提出一种结合模糊控制与PID控制的模糊PID控制器。在模糊PID控制器的设计中,分析了模糊PID控制器的工作原理;确定了模糊论域与隶属度函数;制定了控制规则;分析了模糊PID控制器参数自整定原理。最后采用PID与模糊PID对二阶系统进行了仿真分析。仿真结果表明模糊PID控制器的控制效果与常规PID控制器相比具有超调量小、调整时间短等优点,改善了系统的动态响应性能。     

基于PSO优化Fuzzy-PID的全电调节无级变速器速比控制研究

全电调节无级变速器(EM-CVT)采用单电机作为动力源,通过控制电机转角实现速比调节。从提高EM-CVT速比控制系统稳定性和控制精度出发,设计了粒子群优化模糊PID速比控制策略;建立模糊PID速比控制器的模型,引入粒子群优化算法优化模糊PID控制器中的因子,实现速比控制系统的优化。仿真结果表明,采用粒子群优化模糊PID控制系统,可以提高系统的控制精度,改善速比跟踪性能。     

基于模糊PID控制算法的PCR仪温度控制研究

PCR仪对温度控制要求很高,应用最广泛的常规PID控制器已经不能满足要求。由机理法推导了PCR仪变温系统的数学模型并且得到系统传递函数。设计了一个二维模糊PID控制器,通过matlab软件分别对普通PID控制器和模糊PID控制器进行仿真,结果表明模糊PID算法明显具有到达稳态时间短、超调量小、鲁棒性强等优势,能够很好地满足PCR仪对温度控制的要求。     

二自由度机器人轨迹跟踪误差控制优化研究

为了提高2自由度机器人控制系统响应速度,降低其输出误差,设计改进模糊PID控制器,并对2自由度机器人角位移跟踪效果进行仿真验证。给出多连杆机器人的动力学模型,设计模糊PID控制器。利用粒子的迭代搜索原理对模糊PID控制器参数进行优化,从而得到模糊PID控制器参数的最优值,使机器人控制系统具有更好的抗干扰能力。以2自由度机器人为例,利用Matlab软件对机器人角位移和转矩进行仿真,在不同环境中比较优化前和优化后的输出效果。结果显示：采用改进粒子群优化算法优化PID控制器参数,2自由度机器人控制效果明显优于模糊PID控制器。2自由度机器人优化后的模糊PID控制器,不仅响应速度快,而且抗干扰能力强。     

模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究

液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示：采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。     

滑模模糊控制算法在液压机器人控制中的应用

Pb-211液压机器人腰部是一个非线性液压伺服控制系统，常规PID控制算法很难在不出现超调情况下满足控制系统快速性的要求。针对这种情况以及液压系统参数时变等特点，在常规滑模控制算法的基础上，引入模糊控制技术，采用滑模模糊控制策略进行控制器设计。仿真结果表明，滑模模糊控制算法能够在不出现超调情况下显著提高系统的响应速度，满足系统响应速度和控制精度的要求，而且对正弦干扰具有较强的鲁棒性。     

基于遗传算法的数控机床进给伺服系统模糊PID位置控制研究

文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求问题,提出了一种新的位置控制方法,即基于遗传算法的模糊PID位置控制。该方法结合遗传算法和模糊PID控制的优点,利用遗传算法优化模糊PID控制系统的模糊控制规则,通过模糊控制规则对PID参数进行实时修改。仿真结果表明,这种位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应,与传统比例位置控制的伺服系统相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性。     

模糊PID控制在液位串级控制系统中的应用

以DS1103单板系统为实验平台,以双容水箱液位控制系统为研究对象,利用dSPACE开发系统进行快速控制原型的半实物仿真实验。该系统采用双闭环串级控制,主控制器采用常规PID控制和模糊PID控制算法进行对比研究,实验表明模糊PID控制算法在液位控制系统中可以获得非常好的控制效果。     

Smith预估模糊PID控制算法及其在粉末定量称重中的应用

针对上海科源电子科技有限公司研发的定量称重系统（由高精度抖粉装置与万分之一天平组成）,在工作中因粉末密度、粉末流动性、颗粒大小、湿度、天平延时等因素造成的非线性和滞后等问题,采用Smith预估模糊PID控制器优化控制方法。首先通过理论分析,得出系统的传递函数,再构建Smith预估的模糊PID控制器,以适应系统的非线性、滞后等特性,最后将此算法代入MATLAB进行仿真并于实际系统中进行1 g定量抖粉实验。Smith预估模糊PID控制算法和传统PID算法的标准差分别为0.0020和0.0042,表明Smith预估模糊PID控制算法在实际环境中稳定性更好,能有效减小系统的称重误差。     

芯片级PCR仪温度模糊PID控制器设计与仿真

针对一款新型芯片级PCR仪温度智能控制系统,提出了一种基于模糊自整定PID控制算法实现该智能温度控制系统的温度快速跟踪及其控制。文中通过建立二输入三输出的自整定模糊控制器,并与经典PID控制器及其芯片级PCR仪温控系统结合起来,构建了芯片级PCR仪温度模糊PID控制系统仿真模型。仿真结果表明:模糊自整定PID控制器算法相对于普通的PID控制器算法,能大幅度地减小温度的超调量,有效实现芯片级PCR仪温度控制系统温度的精准控制,同时,该算法具有更强的鲁棒性,易于实现。     

直驱泵控电液位置伺服系统模糊PID控制仿真与实验研究

直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,采用PID和模糊PID控制算法对系统阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究,同时在自行开发的电液比例伺服控制实验台上对PID和模糊PID控制性能进行了实验研究。结果表明：自适应模糊PID控制能大大改善了PID控制的性能,具有响应速度快、上升时间短、无滞与超调小的特点。     

基于PSO的模糊PID车载平台调平控制系统研究

为解决车载平台调平控制系统响应速度慢、自适应能力差的问题,对一款液压马达带动滚珠丝杠的调平支腿,建立其数学模型,提出了基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的模糊比例积分微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制方案.通过结合PSO算法...     

基于在线自整定参数的智能温控器的研究

针对羰基合成反应装置中温度控制的特点,设计了温控器的硬件和软件部分;研究了与之相适应的控制算法,提出将模糊控制、PID控制及纯滞后控制算法有机地结合起来,使温控器在具有PID控制器动态跟踪品质和稳态精度的基础上,进一步实现控制的自适应性,发挥模糊控制鲁棒性强、动态响应好、上升时间快、超调小的特点.将研究的温控器应用于羰基合成反应过程的温控系统,取得了较好的控制效果.     

基于Fuzzy-PID算法的电子装配设备温控策略研究

运用模糊控制理论与PID算法合成了模糊自校正P1D控制器,该控制器既具有模糊控制灵活性、适应性强的优点,又具有PID控制器精度高的特点.将其成功应用于一类电子装配设备的温控系统中,实现了对PID参数的实时在线修正,在控制稳定性方面获得了比常规PID控制更好的调温效果.应用基于MODBUS协议的单片机加触摸屏的主从式控制方案组建结构简单、性能稳定的系统,在此平台上实验验证了Fuzzy-PID温控策略的可实施性.     

液压机械手电液比例系统模糊PID控制研究

针对液压机械手的电液比例系统存在较大程度的系统参数变化和负载干扰等特点,一般控制方法难以全部满足性能要求。常规PID控制方法虽然算法简单、可靠性好、鲁棒性高,但由于参数整定繁杂,往往造成参数整定不良、性能欠佳、适用性能差。为了改善这些缺陷,将模糊控制理论与PID控制理论相结合,设计了模糊PID控制器,实现了对PID参数的在线整定。利用MATLAB/Simulink进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制下电液比例系统的控制效果,发现模糊PID控制器较好地克服了系统的非线性和负载干扰的影响,提高了系统的稳定性和动态性能。