单神经元PID控制器研究及仿真

基于单神经元PID控制算法,通过修改神经元控制连接加权系数和合理选择神经元系数,构成PID控制器,在此基础上建立单神经元PID控制器的Simulink仿真模型,并给出仿真实例.     

变系数PID控制在柴油机调速系统中的应用

针对具有非线性、时变、非稳定等特点的柴油机电液调速系统提出变系数PID控制方法。该方法在充分利用传统PID控制器优点的基础上,利用误差变化的特点,采用变系数方法来构造PID控制器结构。仿真结果表明采用变系数PID控制方法进行控制,最大超调量、上升时间、峰值时间都达到比较满意的控制效果。     

模糊规则调整微分作用的PID控制方法

PID控制器广泛应用于工业过程控制中 ,但对于非线性、时变不确定性的系统 ,常规 PID控制器难以获得满意效果。随着模糊控制理论的不断发展 ,利用其非线性特征 ,将其与 PID控制相结合 ,能有效改善 PID控制效果。设定值权系数的模糊逻辑整定 PID控制器 (FSW)方法在固定设定值权系数的基础上 ,用模糊推理方式计算“动态”的权系数 ,取得了一定的效果 ,但是仍存在一些问题。针对阶跃响应的上升及调整时间长、第一次超调后的反向振幅较大的缺点 ,采用模糊逻辑规则调整微分作用的改进方法 ,可以弥补上述不足。对一些典型对象进行仿真 ,结果表明该方法明显优于 Z- N方法 ,固定设定值权系数 b方法和 FSW方法     

基于自适应模糊PID控制方法的研究

PID控制广泛应用于工业控制过程中,由于传统的PID对非线性控制、控制精度以及响应速度等方面存在着不可逆转的不足,采取了一种自适应模糊PID的控制策略。首先论述了传统PID控制的原理和特点,然后对自适应模糊PID控制器的控制原理进行了分析,确定了隶属函数、模糊语言变量以及模糊规则;然后简述了自适应性的校正方法;最后通过仿真软件中的Simulink对传统PID以及自适应模糊PID控制的模型进行了仿真。仿真结果表明,自适应模糊PID控制具有更好的动态响应性能。     

模糊PID的研究

本文根据模糊控制和PID控制的基本特点,给出了5种模糊PID的实现方法,并进行了仿真研究,其结论具有一定的实用价值。     

一种改进的单神经元PID控制器

传统的单神经元PID控制器的神经元比例系数K选择过大,则超调量变大,系统不稳定;而K值选择过小,则系统的快速性变差.针对这一问题,本文提出一种改进的单神经元PID控制器,K值随系统的误差进行在线调整,并进行了仿真.仿真结果表明,该控制器比传统的单神经元PID反应要快,控制效果良好.     

优化PID与神经PID控制主动悬架的性能对比研究

为主动悬架选择一种更可行的控制方法,对PID与神经PID控制主动悬架进行了优化后的性能对比研究。基于1/4车二自由度主动悬架模型,利用遗传算法以悬架二次型性能指标为目标函数,分别对PID控制主动悬架的增益系数与神经PID控制主动悬架的初始权值和学习效率进行了优化。优化结果显示:优化后的PID控制主动悬架的综合性能较神经PID控制主动悬架略优。出现上述结果的原因在于:当神经PID控制主动悬架的学习效率等于零时则退化成PID控制主动悬架,学习效率不等于零则导致神经PID控制主动悬架的实时PID权值偏离了最优的PID权值。此外凸块路面输入下的仿真也显示优化PID的鲁棒性也略优于优化神经PID。因此,选择算法较复杂的神经PID对主动悬架进行控制是没有必要的。     

基于MATLAB的模糊PID参数自整定仿真研究

提出一种参数自整定模糊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.通过计算机仿真加以实现并与传统的PID控制进行了比较,仿真结果表明,该控制器明显地改善了控制系统的动态性能,并且此方法计算量少,易于实现,便于工程应用.     

分段积分的PID算法在温度控制系统中的应用

提出一种分段积分的数字PID控制算法，在温控过程中根据测量值与设定值偏差变化，设置不同的积分系数，用MATLAB仿真分析说明该算法在改善温控过程的稳定性．响应速度和超调量等动态静态性能方面均优于常规PID控制。     

模糊自整定PID控制器的设计和仿真

对象特性比较特殊的系统,常规PID控制比较困难,可采用模糊控制.着重介绍了模糊自整定PID控制器的设计,利用MATLABPID对参数进行仿真,其方法应用于变风量空调系统的控制中,还对模糊自整定PID与常规PID控制二种方法进行了仿真对比.     

基于龙格-库塔法的自适应PID控制算法及其应用

针对大滞后系统提出一种基于四阶龙格-库塔预测模型的自适应PID控制算法,该算法是先对系统的状态变量进行步长预测,然后将此预测值代入系统输出方程,求出被控对象的步长测量值,再将该测量值作为反馈值进行PID控制运算。在控制运算中,沿二次型性能指标的负梯度方向对加权系数进行在线修改,实现了自适应PID的优化控制。仿真结果表明该预测控制算法的响应速度快,鲁棒性强,有很强的实用性。     

优化的精度控制自适应调节方案

针对非线性不确定系统,研究并优化了基于输入信号参考自适应PID控制方法——在模型参考自适应PID控制的基础上以输入信号为参考代替模型参考对系统进行控制。控制方法是基于李雅普诺夫平衡点稳定定理控制方法的系统稳定性推演的,由于控制方法中引入稳定项后使控制过程带来微分项,控制方法中加入滤波器,通过系统的自适应调节最终使系统趋于稳定状态。同时,在控制中加入PID因子使系统的控制性能趋佳。该方法是基于输入信号为参考的自适应控制,减少了模型参考带来的误差。仿真推演结果显示,被控对象可以有较强的适应能力,趋于实现更优的过程控制效果。文中给出了运用于海洋钻井设备运动补偿装置实例的分析。     

基于改进型灰色预测大时滞过程的自适应PID控制研究

针对传统PID控制对大时滞控制效果不佳的情况,提出一种基于改进灰色预测模型的自适应PID控制系统。采用等维新信息、改变初始条件和精指数拟合法对G（1,1）模型进行改进,将改进后的G（1,1）模型与传统PID结合,组成灰色预测控制系统。用预测结果代替被控对象测量值,克服了大时滞系统控制效果不能及时反馈的不足,并在控制运算中,沿二次型性能指标的负梯度方向对加权系数进行在线修改,实现了自适应PID的优化控制。仿真结果表明了该预测控制算法的响应速度快、鲁棒性强,有较好的适应性。     

液晶自适应光学系统中倾斜镜的建模与控制

为了提高液晶自适应光学系统的波前探测精度,研究了该系统中倾斜镜的校正方法。分析了液晶自适应光学系统中各环节的物理特性,利用拉格朗日方程给出了倾斜镜系统模型的基本结构;采用子空间辨识方法确定了模型参数,同时利用非线性最小二乘算法对子空间模型的频域特性进行了修正。修正后模型幅频特性均方根误差为0.024 5dB,相频特性均方根误差为1.9008°。引入Smith控制策略来解决倾斜镜校正波前整体倾斜过程中的时滞问题;利用子空间辨识出的模型分别进行Smith和PID的仿真和实验验证,得到的结果与仿真计算相吻合,即在相同稳定裕度的情况下,采用Smith补偿PID算法的误差抑制带宽比传统PID算法提高了23.97%。最后,用提出的方法对一组湍流整体倾斜信号进行了校正。结果显示:采用Smith补偿PID算法的控制精度比传统PID算法提高了21.03%,证实提出的方法优化了倾斜镜的校正精度,保证了开环液晶自适应光学系统的波前探测精度。     

MATLAB环境下的单神经元自适应实时控制系统

利用神经元模型和自学习功能构成自适应PID控制器，在Madab实时开发环境xPC Target下建立液位实时控制系统。给出了单神经元自适应PID控制器的结构和控制算法，介绍了基于xPC Target的快速原型设计方法，即通过拖拉Simulink模块搭建被控对象的实时原型，同时以神经元自适应PID控制器完成系统的实时控制。为检验控制效果还采用了PID控制器进行液位实时控制。最终结果表明：单神经元自适应控制能克服传统PID控制器不稳定的缺点，使系统具有较好的稳定性。     

电梯曳引系统控制及节能技术的研究

针对电梯曳引系统时变性、不确定性、高度非线性等特征,指出电梯常用的普通PID控制存在的不足,提出了单神经元自适应PID控制的方法。通过计算机仿真及其在实用电梯上的试验,结果表明基于单神经元自适应PID控制的方法,对提高电梯速度的跟踪性能有较好的作用。模型电梯试验表明这种控制方法结合电路硬件结构的改变,能使电梯的能量损耗减少5%左右。     

电梯曳引系统控制及节能技术的研究

针对电梯曳引系统时变性、不确定性、高度非线性等特征，指出电梯常用的普通PID控制存在的不足，提出了单神经元自适应PID控制的方法。通过计算机仿真及其在实用电梯上的试验，结果表明基于单神经元自适应PID控制的方法，对提高电梯速度的跟踪性能有较好的作用。模型电梯试验表明这种控制方法结合电路硬件结构的改变，能使电梯的能量损耗减少5％左右。     

基于电液伺服系统的多绳缠绕式提升机浮动天轮主动调绳性能研究

在多绳缠绕式超深矿井提升机运行过程中,采用基于电液伺服系统的浮动天轮主动调绳装置,调节钢丝绳的张力。根据浮动天轮主动调绳装置的结构和原理建立阀控缸液压伺服系统的数学模型,设计了电液伺服系统的模糊自适应PID控制器,提出了一种基于模糊自适应PID控制的电液伺服系统实现浮动天轮主动调绳的控制方法,并建立了相应的数字仿真模型,以不同扰动频率的正弦函数输入模拟钢丝绳的振动,分析了液压缸的动态特性。仿真结果证明了采用模糊自适应PID控制方法的电液伺服系统浮动天轮主动调绳装置的有效性。     

变频泵控马达调速系统单神经元自适应PID控制

针对大惯性负截变频泵控马达调速系统动态性能差的特点，提出了采用不必基于模型的单神经元自适应PID控制。介绍了单神经元自适应PID控制器的结构和算法。仿真结果表明，单神经元自适应PID控制器较常规PID控制器具有更快的响应特性和良好的动态特性，对模型失配和负载扰动表现出更强的适应性和鲁棒性，而且不论是在加速段、等速段还是减速段，都具有较好的跟踪效果。     

基于补偿与模糊比例积分微分控制的凸轮刀系统定位研究

以四步切割机项目的凸轮刀系统为研究对象,针对比例阀存在较大死区、具有时变非线性特点,以及凸轮刀系统存在响应滞后等问题,基于补偿与模糊比例积分微分控制对凸轮刀系统的定位问题进行研究,提出将模糊比例积分微分控制与自适应死区补偿相结合的自适应控制方法。通过计算机软件搭建凸轮刀系统的仿真模型,设计加入自适应补偿的模糊比例积分微分控制器,并对凸轮刀系统的定位进行优化。通过试验对比确认,所提出的自适应控制方法对系统输出具有良好的校正作用,能够有效改善凸轮刀系统的定位性能。