平面三自由度可控挖掘机构动力学建模与控制器设计

以一种平面三自由度可控挖掘机构为例,运用拉格朗日方法建立了机构的刚体动力学模型,求解得到了各主动杆的系统广义力;进而针对其半闭环控制系统的控制策略进行研究,基于机构驱动元件-交流控制电机及其驱动器的数学模型,运用模糊算法设计了一种模糊-PID双模控制器并对其进行仿真分析.结果表明:基于模糊算法的控制器在超调量、调节时间、上升时间和抗干扰能力等方面均具有较好性能,满足系统的控制要求.     

模糊神经网络PID在数字舵机控制中的应用

针对某型号数字舵机系统在非线性时变的复杂条件下,传统的PID控制器响应速度慢,精度低,抗过载能力差的缺点,通过对模糊神经网络算法的研究,结合传统的PID控制器,设计了模糊神经网络PID控制器。分别将两种控制算法应用到舵机系统进行实验可以得出,模糊神经网络PID控制器使得舵机位置环阶跃响应上升时间从80ms减小到35ms,超调量从10％减小到小于5％,在频率特性测试中反馈曲线衰减从-2.79dB减小到-0.77dB,相移从65°减小到35°,同时系统非线性引起的畸变明显改善。     

CMAC-PID在柴油机调速系统中的应用

研究柴油机优化控制问题,柴油机调速控制要求快速、准确.针对柴油机调速系统的非线性、时变等特点,导致稳定时间长,传统PID控制不理想.为了提高自动调节供油量,达到控制准确度,提出一种小脑模型神经网络(CMAC)与PID并行控制的柴油机调速系统(CMAC-PID).采用现代控制理论与经典相结合的方法对柴油机调速系统进行优化设计,利用传统PID来实现柴油机调速属于反馈控制,保证了系统的稳定性,并且能够抑制扰动,结合CMAC神经网络对控制器进行前馈控制,确保系统的控制响应速度,减小超调量,提高控制精度.仿真结果表明,采用CMAC-PID算法控制精度更高,超调小,稳定时间短,鲁棒性强,能优化柴油机调速系统性能,为设计提供了参考.     

双积分系统阶跃响应快速无超调控制: 一种增益切换非线性PD控制

采用标准PD或PID控制器镇定双积分对象时,系统的阶跃响应必然存在超调:为此,设计了一种可以切换增益的非线性PD控制器,给出了系统阶跃响应无超调的充要条件,以及减小调节时间的方法.采用的切换规律是:当误差的幅值大于设定门限时,设计好的快速PD控制器投入工作,以加快误差的收敛:当误差的幅值小于设定门限时,设计好的强阻尼PD控制器投入工作,以抑制可能出现的超调.通过这两个控制器的配合作用,既能实现阶跃响应无超调,又能有效减小调节时间.仿真验证了该结论.     

智能电气阀门定位器的设计与自适应控制

针对传统阀门定位器的调节过程繁琐,精度较差的劣势,结合系统低功耗的要求,设计了MSP430F149作为微处理器的智能阀门定位器的硬件和软件;对阀门和气动执行器设备不确定性,提出了PID参数自整定的设计方法,自动辨识系统所需的控制参数,并引入模糊自适应算法进行在线校正;采用综合Bang--bang控制和模糊自适应算法的自适应控制器,满足了系统快速性和控制精度的要求;实验结果表明:控制系统调节时间约4s,超调量控制在2%之内,具有理论和应用价值.     

基于BP神经网络固冲发动机燃气流量调节控制

在针阀式固冲发动机燃气流量调节优化控制问题的研究中,为优化燃气流量调节,建立了针阀式燃气流量调节燃气发生器工作过程中的动态模型,分析了动态模型的频域特性,并通过仿真进行了验证.针对燃气流量调节系统是一非最小相位系统,具有负调特性,设计了一种遗传算法优化BP神经网络PID控制器.仿真结果表明所提出的控制方法可以有效减小固体火箭冲压发动机燃气流量调节的负调峰值和超调量,缩短系统调节时间,有效地提高了固冲发动机的工作性能.     

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.     

基于FPGA的一类非线性系统模糊控制的改进

针对温控系统不确定的非线性控制,提出了在FPGA硬件平台上分析和设计一种改进的模糊控制器,在传统的模糊控制器的基础上,引入误差量化因子自调整模块,从而减小模糊控制器的稳态误差,实现快速响应和小的超调.     

模糊PID在A356铝合金冶炼炉温控系统中的应用

针对A356铝合金炉结构特点,以PIC单片机为控制器,结合模糊控制理论与传统PID控制的优点设计出这套智能温度控制系统,该系统可以缩短温度上升时间、减小超调量并使温度能平稳的保持在设定值.利用RS-485总线技术将三台加热炉组成控制网络,通过上位PC机实现对各个炉温的单独监控,不仅提高了产品质量及生产效率而且实现冶炼车...     

基于Smith模糊PID控制的温室监控系统设计

针对温室控制系统被控对象模型的时变性、时滞性和易受干扰的问题,设计了一种基于Smith模糊PID控制的温室监控系统;该系统以MSP430F5438A单片机为核心,以PC机为远程监控终端实现了对温室温湿度的实时监测与控制;仿真结果表明:Smith模糊PID控制器具有调节时间快、超调量小、抗干扰能力强、鲁棒性好的优点;该系统与常规PID控制相比,超调量减小了11％,调节时间减小了23％,模型参数改为T=400,τ=130后,比Smith-PID控制超调量减小了15％,调节时间减小了30％.实验测试说明该系统控制精度高、稳定性好,具有很大的实用价值.