射电望远镜PID控制系统仿真

射电望远镜控制系统是射电望远镜设计中的重点,控制系统的控制精度直接影响到射电望远镜的测量精度和灵敏度.通过对射电望远镜系统建模分析,发现传统的PID算法存在积分饱和缺陷问题,会造成系统超调,调节时间延长等不利结果.将积分分离PID控制算法引入到射电望远镜控制器设计中,利用LabVIEW实时仿真模块的功能,搭建了半实物仿真模型,分别采用传统PID和积分分离PID控制,对系统进行半实物仿真实验,提高控制器的控制性能,实验结果表明,积分分离PID控制效果良好.     

基于模糊PID的粘度仪恒温系统实现

恒温控制系统是粘度仪最重要的部分之一,粘度对于温度变化较为敏感,温度精度要求严格.传统的PID控制技术在温控系统应用广泛,难以达到高精度要求,对于参数比较敏感,为此本文引入模糊控制理论,设计一个PID控制与模糊控制结合的智能温度控制器,利用AVR单片机的PWM波形输出实现恒温控制.当温度误差较大时,采用积分分离PD控制,实现快速升温;当温度误差进入设定的误差阀值内,采用模糊PID控制算法稳态控制,减小超调量.实践证明该控制方法,具有响应快、超调量小、稳定性较好等特点,优于传统控制方法.     

模糊自整定PID温度控制系统的建模与仿真

针对炒茶机的加热控制系统跟踪设定的温度值滞后、自动调节加热装置实时性差的问题,设计一种模糊自整定比例积分微分(PID)参数控制器。采用PID控制和模糊控制算法相结合的方法,实现模糊控制对PID参数的调整。利用Matlab在Simulink中建立模型,并对该控制器进行仿真分析。结果表明,模糊PID自整定控制器的超调量 ≈1%,稳态误差es=0。该方法可提高温度控制系统的性能。     

积分分离PID算法的电阻炉温度控制系统

为使大惯性、纯滞后的电阻炉温度控制系统的动态性能和稳态精度满足要求,提出了Smith预估结合积分分离PID算法;设计了温度控制器的硬件系统;对控制系统进行辨识;分析了Smith预估结合积分分离PID算法与单纯Smith预估控制算法的区别,并对两种控制算法进行了比较分析,确定了电阻炉温度控制系统参数;最后对Smith预估结合积分分离PID算法进行了电阻炉的温度控制实验;实验结果表明,采用Smith预估结合积分分离PID算法提高了电阻炉温度控制系统的稳定性,降低了系统的超调,稳态精度达到0.2℃,其动态性能和稳态精度满足系统控制要求.     

变速积分PID在AUV航向姿态控制中的应用

AVU在航行过程中容易受慢变干扰,传统PID通过加大积分项来抑制干扰,但易引起超调.积分分离PID可以抑制干扰和减小超调,但当慢变干扰大于积分分离的门限时,退化为PD控制器.对此,将变速积分PID引入AUV的航向控制中.在航向运动线性模型基础上设计了控制器,并利用劳斯判据证明了系统稳定性,在典型干扰下进行了仿真验证.结果表明,变速积分PID相对于传统的PID和积分分离PID有更好的性能.     

基于改进模糊PID的自动导引车纠偏控制研究

针对传统模糊比例—积分—微分(PID)控制器对自动导引车(AGV)路径跟踪精度低的问题,提出一种基于比例调整和积分分离的模糊PID纠偏控制方法。首先分析并建立AGV的运动学模型;其次设计模糊PID控制器的输入输出隶属度函数及模糊控制规则;最后对模糊控制器输出的比例项和积分项以偏差的大小为依据分别进行比例调整和积分分离。仿真实验表明:积分分离可以有效降低系统超调量,比例调整加快系统的响应速度,本文设计的纠偏控制器具有快速性和稳定性等优点。     

电子束快速成型温度自适应模糊PID控制系统

将自适应模糊PID控制技术应用于电子束快速成型温度控制系统中,通过温度采集装置实时得到被加工件的温度信号,与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率,将温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的2个输入变量,以自适应模糊PID控制器输出控制量调节电子束流大小,实现电子束快速成型温度的闭环控制.仿真结果表明,该控制系统具有调整时间短、稳态误差小、超调量小,即在电子束快速成型过程中,采用自适应模糊PID控制器比采用传统的PID控制器或模糊控制器可以得到更好的动态响应性能和控制精度.     

基于单神经元的张力控制系统的设计与仿真

张力控制是线状、带状及面状弹性材料缠绕工艺中的一项关键技术,它直接影响到缠绕制品的质量.通过张力控制系统总体方案的设计和施力机构的建模分析,采用基于单神经元的积分分离PID控制器,克服了传统PID控制的缺点,有效地改善了控制性能.在MATLAB环境下,应用S函数实现单神经元PID控制器子系统的封装,建立了张力控制系统仿真模型.仿真结果表明系统降低了超调量,提高了控制精度.     

模糊Smith在温控系统中的仿真研究

研究电厂锅炉温度优化控制问题,由于温度的稳定性受到多种因素的影响,所以温度控制系统是一个具有时滞性、非线性和时变性的复杂系统,传统PID控制和模糊控制难以建立精确的数学模型,控制系统的超调时间长,超调大.为了解决控制系统的超调时间长,超调大等问题,为了优化温控制系统,在传统PID控制和Smith预估计器的基础上,结合模糊控制系统良好非线性优点,提出模糊Smith的温控制系统.方法通过Smith预估器对模型的时滞性进行补偿,使时滞系统的超调减小,系统的稳定性增强.通过建立温控制系统数学模型并进行仿真实验,结果表明模糊Smith的控制方法降低了超调量,缩短了超调时间,有效提高了温控制系统的鲁棒性和抗干扰性.     

THJ-3型过程控制装置中流量控制系统算法的研究与改进

流量控制系统是工业过程控制中典型的控制系统,本文根据教学实践中对于流量控制系统存在的系统超调量过大的问题,提出了两种改进的控制算法:一.以比例控制器为主,减小积分控制器的作用的控制方法;二.采用积分分离的控制方法.通过实验证明方法可行,效果良好.     

基于模型参考自适应PID的高压釜温度控制

通过对某厂生产复合玻璃关键步骤“合片抽真空”的研究,发现在此过程中应用的温度控制方法简单,控制效果不理想,会产生超调、震荡等现象;为了解决在温度控制过程中出现的这些现象,提出了一种基于模型参考自适应PID的高压釜温度控制方式;首先,通过实验对高压釜釜内温度进行温度建模;然后,以此温度模型为理论依据,通过模型参考自适应控制方式对PID参数进行在线调整,即利用了PID控制使用方便、原理简单的特点,又弥补PID参数不能在线整定的缺点;通过仿真实验证明,该控制方案能够有效减少超调量,改善动态特性。     

神经网络PID工业温度控制系统研究

本文介绍了一种神经网络PID控制器,并将它与传统PID控制器、模糊控制器和神经网络控制器进行比较。神经网络PID控制器综合了PID控制器和神经网络控制器的优点并弥补了它们各自的不足之处。通过上述各种控制器在工业温度控制系统的仿真研究表明,神经网络PID控制器具有超调小,过度时间短,控制精度高的优点,对大滞后的温度控制系统有很好的控制效果。     

一种模糊PID控制器在制浆蒸煮过程中的应用

在分析造纸厂纸浆蒸煮过程数学模型的基础上，提出了一种模糊PID控制器。该控制器能够自适应地调节比例、积分和微分作用，使系统具有超调量小、鲁棒性、自适应性强、调节时间短的优点，克服了传统PID控制器的缺点。该控制系统用于某造纸厂4个蒸球的蒸煮控制，取得了良好的控制效果。     

积分分离的单神经元PID控制算法及其研究

将积分分离的思想引入单神经元PID（比例积分微分控制）算法中,提出1种积分分离的单神经元PID控制算法,既避免了由于积分累积而导致的较大超调,减少振荡幅度,又利用单神经元PID算法中参数可调的特性,增强了控制系统的自适应能力。通过对不同被控对象的仿真研究,表明其有效性和优越性。同时,通过对该算法中阈值取值研究及该算法与普通PID及单神经元PID的对比研究,指出了该算法的优缺点。     

Integration of Derivative Control on SIPIC in Motor Speed Control

The proportional–integral–derivative (PID) controller is the most commonly used controller in control application due to its simplicity. However, the control output may exceed the plant input limit which eventually deteriorates the system performance. This is known as a windup phenomenon, which causes large overshoot, long settling time and instability in the control system. Various anti‐windup methods have been introduced to overcome the windup phenomenon such as the Steady‐State Integral Proportional‐Integral Controller (SIPIC). Due to the coupling of the proportional, integral and derivative tuning gains, it is difficult to tune for non‐overshoot and short settling time to coexist in a PID. With decoupling, a greater range of tuning gains can be applied to control the rising slope without disturbing the damping state. Currently, SIPIC with decoupling effect has only been studied for the proportional and integral tuning gains. This paper presents the effect of integrating derivative control on SIPIC in motor speed control. SIPIC+D shows better speed control on a direct current motor under no‐load and loading conditions compared with other existing anti‐windup added with derivative control.     

一种改进的PID控制算法

本文提出了一种带滤波器的积分分离PID控制算法,它既可以避免由于积分积累引起系统较大的超调,甚至引起系统较大的振荡也可以滤除系统中存在的高频噪声干扰,所以有它的优越性,仿真结果也证实了它的优势所在。     

深海自持式智能浮标双闭环模糊PID定深控制

针对深海自持式智能浮标运动模型非线性、强耦合性的特点,提出了一种基于双闭环反馈回路的模糊比例-积分-微分（proportion-integral-derivative,PID）定深控制器.根据浮标的浮力调节机构,分析了浮标的运动过程,建立了非线性运动方程.针对外环深度反馈回路,设计了模糊控制器.基于内环速度反馈回路与模糊控制器,设计了联级模糊PID定深控制器.传统PID定深控制器超调量5.6%,最终在目标深度±30 m范围内震荡,而双闭环模糊PID定深控制器在相同的上升时间内,超调量2.0%,深度误差控制在1.0%以内.存在外界扰动的情况下,通过双闭环模糊PID定深控制器的调节,浮标仍可以稳定在目标深度内.仿真结果表明,所建立的双闭环模糊PID定深控制系统具有良好的控制效果和稳定性.