Fuzzy-GA PID controller with incomplete derivation and its application to intelligent bionic artificial leg

An optimal FID controller with incomplete derivation is proposed based on fuzzy inference and the genetic algorithm, which is called the fuzzy-GA PID controller with incomplete derivation. It consists of the off-line part and the on-line part. In the off-line part, by taking the overshoot, rise time, and settling time of system unit step response as the performance indexes and by using the genetic algorithm, a group of optimal PID parameters Kp* , Ti* , and Td* are obtained, which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kp* , 77 , and Td* and according to the current system error e and its time derivative, a dedicated program is written, which is used to optimize and adjust the PID parameters on line through a fuzzy inference mechanism to ensure that the system response has optimal dynamic and steady-state performance. The controller has been used to control the D. C. motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. Th     

混沌粒子群优化的模糊神经PID控制器设计

针对常规PID控制的线性局限性及传统模糊控制和模糊PID控制中积分误差规则难以获取,系统存在稳态误差的问题,提出一类以模糊神经网络和PID神经网络组成的模糊神经PID控制器．以整个神经网络的权值为优化参数,利用基于混沌策略的粒子群全局优化算法离线优化和误差反传算法在线调整相结合的方法获得控制器参数,并设计了混沌优化与粒子群结合的两步方案．仿真结果表明:与传统PID、模糊、模糊PID控制相比,系统的瞬态和稳态性能有了明显提高,且保持了一定的鲁棒性及高跟踪精度．该方法有效地拓展了PID控制的使用范围,并为智能方法与PID控制的结合提供了一种新的参考方案．     

神经网络模糊PID技术在光伏系统MPPT控制器中的应用

针对传统光伏系统MPPT控制算法的局限性及无法自适应外部复杂情况等诸多问题,提出一类以神经网络、模糊控制器以及PID控制器组成的神经网络模糊PID控制器。利用光照幅度、环境温度等参数的离线训练后的权值作为整个三层前馈神经网络的优化参数;通过预测最大功率点与实际的工作电压进行比较,运用模糊推理对PID相关参数进行最佳调整。仿真结果表明：与传统PID控制器、模糊控制器相比,本系统能增强消除系统误差能力,稳态性能有了明显提高,同时可获得更高的控制精度。     

模糊PID控制在风表自动检测系统中的应用

针对风表自动检测系统风速控制中,传统PID算法存在超调量大、稳定性差、调节时间过长等问题,导致风速很难精确控制的难题,提出了将模糊PID控制应用于变频控制的方案．仿真实验结果表明,基于模糊PID控制有效改善了系统的动态性能,降低了超调量,减小了调节时间,提高了鲁棒稳定性．     

基于DSP他励直流电机模糊PID控制器仿真研究

针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性,常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题,提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法,以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量,采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。以DSP开发系统作为仿真平台,将他励直流电机传递函数转换为差分方程,构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。利用DSP高速运算能力进行在线仿真,观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。CCS2.0和MATLAB仿真实验表明：模糊PID控制器基本实现输出无超调,系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。模糊PID控制器应用于他励直流电机调速系统中,控制性能明显高于基于常规PID的调速系统。     

PID参数模糊自整定控制在液位控制系统中的应用

针对液位控制过程中存在的大滞后、时变、非线性的特点,提出了PID参数模糊自整定控制算法。运用阶跃响应测试对双容水箱液位系统建立数学模型选取恰当的隶属度函数和PID控制规则,设计PID参数模糊自整定控制器。最后,利用MATLAB工具对PID参数模糊自整定控制算法和传统PID控制算法进行仿真比较。仿真结果表明,与传统PID控制算法相比,PID参数模糊自整定控制算法具有超调小、调整时间短等特点。     

工业汽轮机调节系统的模糊PID控制器设计

针对汽轮机电、热载荷存在不确定因素,简单的线性和非线性微分方程不能完全代表实际调节系统,许多基于数学模型的常规控制方法受限的问题,开发了一种非线性模糊PID控制器.利用模糊推理的方法实现对PID参数的在线自动整定.仿真结果表明,通过与PID控制和单独的模糊控制相比较,模糊PID控制器明显改善了控制系统的动态性能,对系统参数和外部干扰显示出极高的鲁棒性.     

改进的加热过程模糊自调整PID算法及仿真分析

为解决工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变的非线性受控对象难于控制的问题,提出一种改进的控制算法。该算法采用1个单输入3输出的模糊控制器结构代替3个单输入单输出模糊控制器结构,通过Mam—dani模糊推理运算自调整PID（Proportional Integral Derivative）参数,并结合Smith预估补偿控制作用,优化系统动态响应指标,改善了控制器性能。将其应用于注塑机加热过程的温度控制中,并与常规PID控制器和Smith预估PID控制器比较。仿真结果表明,该控制器各项性能均好于其他两种控制器,调节时间为420s,超调量和稳态误差均为0,具有抗干扰性强和鲁棒性好等优点,为进一步改善注塑机加热过程的实际控制性能提供了理论依据。     

发动机油门控制器的开发

利用PIC系列单片机，采用参数在线PID控制方法设计了一种发动机油门控制器。该控器在不需要执行机构精确数学模型的条件下，能根据设定值与测量值的偏差自动改变算法，实现对发动机油门开度的精确闭环电子控制。介绍了该系统的总体方案设计、在线PID参数的调节方法，并对系统的软件、硬件作了比较详细的论述。试验结果表明：该油门控制器响应速度快、超调量小、跟踪误差小，鲁棒性好。     

发动机油门控制器的开发

利用PIC系列单片机,采用参数在线PID控制方法设计了一种发动机油门控制器。该控器在不需要执行机构精确数学模型的条件下,能根据设定值与测量值的偏差自动改变算法,实现对发动机油门开度的精确闭环电子控制。介绍了该系统的总体方案设计、在线PID参数的调节方法,并对系统的软件、硬件作了比较详细的论述。试验结果表明:该油门控制器响应速度快、超调量小、跟踪误差小,鲁棒性好。     

一种模糊自适应PID控制器的设计与仿真

将模糊控制理论与自适应控制理论应用于PID控制器的参数整定 ,使PID控制器的参数调节自动适应控制对象数学模型的参数变化 .对这种模糊自适应PID控制器进行了可行性设计 ,并运用C语言进行仿真实验 .实验证明 ,这种控制器在改善被控过程的稳定性、响应速度和超调量等动态静态性能以及对参数时变的适应能力方面均优于常规PID控制器     

基于VAV变风量智能建筑空调系统控制

为了解决传统VAV空调系统的非线性、延时性、波动性以及模型准确性等问题,在传统PID控制系统的基础上,引入模糊PID控制机理,建立了模糊增益控制器.结合自适应调节系统,通过模糊调整方法,以变风量空调系统终端阀门的开度为最终控制对象,通过MATLAB编程建立模型,对PID控制器参数进行在线调整.结果表明,引入模糊PID控制方法的VAV空调系统与传统PID控制方法相比,前者动态响应速度快,校正时间短、超调量小,具有广阔的应用前景.     

水轮机组调节的模糊控制算法研究

从提高模糊控制精度出发．提出了一种混合参数自调整模糊PID控制器结构,融合了常规PID控制器和模糊控制的优点．控制器主要包括了常规PlD控制器、增益调整型模糊控制器和直接控制型模糊控制器3个部分,能根据对象参数的变化合理地调整控制器的参数．叙述了混合参数自调整模糊PID控制器各部分的功能和参数的选择．针对水轮机组控制的仿真实验表明了该控制策略的有效性,与常规PID控制器的对比结果表明该控制算法能够提高系统的响应速度和鲁棒性．     

基于频域的新型PID型模糊控制器设计及其参数整定

基于频域理论对模糊控制器结构进行了改进 ,并根据给定相角裕度和幅值裕度对模糊控制器的参数进行整定 .这种方法可离线对控制器的参数进行设计 ,也可对在线调整提供指导 ,将 PID参数与模糊控制器参数联系起来     

混沌自调整模糊PID控制器的研究与应用

模糊控制器中的控制规则一般都是人们对在控制过程中所认识的模糊信息的归纳与总结,这往往都伴有主观因素,使得其在高阶次、时变性及随机干扰等情况下对被控系统的控制效果不完善.针对这一问题,提出了基于混沌理论优化自适应模糊PID控制器中的可调整因子的算法.仿真结果表明,改进后的模糊PID控制器在超调量、调节时间上均有改善,说明此控制器具有更加良好的动静态性能.     

基于Fuzzy-PID的超薄快速铝板铸轧机前箱液位控制

液位控制精度是影响超薄快速铝板铸轧机产品质量的关键因素之一。在对典型系统动态响应分析的基础上，提出了一种基于Fuzzy推理的PID参数自整定控制器，利用Fuzzy推理，对PID参数在线自整定，从而使液位控制系统在不同状态都能得到比传统PID更好的控制效果，达到较高的控制精度，仿真试验证明了这一点。     

太阳能发电中DC/DC变换器控制

太阳能光伏发电作为一种新能源,易受季节变化、昼夜交替的影响,因此其输出电压很不稳定.鉴于此,本文采用Luo-converter对原始电压进行升压,采用模糊自适应PID控制器控制输出电压的稳定,该控制器利用模糊推理在线调整PID参数,既具有传统PID控制器良好的动态跟踪性能和稳态精度,又具有模糊控制器鲁棒性较强、动态响应快和超调量小的优点.仿真表明,该方法有效地提高了输出电压的稳定性.     

基于模糊PID温湿度解耦控制器的仿真与结果分析

根据温室中各环境因子之间具有相互耦合的关系,结合模糊控制器具有灵活性、适应性强的优点和PID控制器具有高精度的特点,设计了基于模糊PID温湿度解耦控制器,给出了系统仿真分析结果。实现了系统的动态响应曲线超调量小、稳态精度高的要求,能够达到最佳的控制状态．     

一阶时滞过程二自由度PID控制器优化法

在前馈加反馈的二自由度控制结构中,反馈PID控制器用于抑制负载扰动,同时使闭环系统有合适的鲁棒稳定性,而前馈控制器是在反馈PID基础上引入比例加权系数和微分滤波系数实现,目的是使设定值响应速度快且超调小.PID参数和前馈系数都是依时间绝对误差积的积分（ITAE）最优而得.针对工业上典型的一阶时滞过程,利用计算机优化和拟合运算,得到控制器的最优设定公式.仿真表明,建议方法对时滞过程是有效的.     

一种基于模糊神经网络的PID控制器

利用神经网络自学习自适应能力和快速计算能力,提出一种基于模糊神经网络的PID智能控制器．该系统将模糊技术、神经网络与PID控制结合起来,实现了PID控制的自适应和智能化．通过仿真实验表明,该控制方案与传统PID控制系统相比,无论是超调量还是稳定时间,效果都要好得多．