考虑漏磁和磁饱和的混合悬浮系统控制性能分析

相比于纯电磁悬浮系统，混合悬浮系统由于增加了不可控的永磁体，其控制难度增加，且更容易发生吸死状况。本文针对混合悬浮系统的控制性能展开研究。首先，基于混合悬浮电磁铁结构建立其数学模型，利用有限元仿真软件对数学模型进行修正，得到更与实际情况相贴合的数学模型。其次，对系统运动方程进行线性化处理，建立了系统的传递函数，并进行稳定性分析。最后，分别建立PID和模糊PID控制器，并通过SIMULINK模块进行仿真。结果表明，两种控制器均能实现稳定悬浮，但模糊PID控制器超调量更低、防吸死性能更佳，具有更优的控制性能。     

非线性磁悬浮系统动力学建模与控制研究

针对磁悬浮列车悬浮系统的强非线性和存在外界扰动下传统PID控制器鲁棒性弱的问题,首先建立磁悬浮控制系统的数学模型并通过Adams动力学分析软件进行非线性动力学建模。采用模糊规则对PID的参数进行在线自适应整定,设计适用于磁悬浮系统的模糊自适应PID控制器。讨论在不同外界干扰下,所设计控制器在实现磁悬浮列车稳定悬浮时的控制性能并在虚拟样机中进行实时观测。通过对所设计的模糊自适应PID控制器在磁悬浮系统上的应用,可以明显发现其控制性能优于传统PID控制器。此外,在受到外界干扰的情况下,与传统PID控制器相比,所设计的模糊自适应PID控制具有较强的抗干扰性及鲁棒性。更适用于在实际磁悬浮工程中克服外界干扰来工作运行。     

薄圆盘形转子5自由度磁悬浮轴承系统研究

本文研制了一种新型的薄圆盘形转子5自由度磁悬浮轴承系统,介绍了其基本结构和工作原理,计算推导了此系统的数学模型,得到了5个自由度之间的耦合情况,主要有惯性耦合和陀螺效应耦合,并求出了此系统数学模型的状态方程,由状态方程可知此系统是可以控制的,为盘类转子磁悬浮轴承系统的设计提供了参考。采用经典PID分散控制策略对系统进行了实验研究,给出了PID控制的实验波形。实验结果表明此耦合系统强制解耦后采用经典PID分散控制能够使5个自由度同时稳定悬浮。     

基于FPGA的磁悬浮微驱动器控制系统研究

针对磁悬浮微驱动器的实时精确控制问题,对新型绕组式磁悬浮微驱动器的结构与工作原理进行了研究,对磁悬浮微驱动器中的磁场分布进行了理论分析,提出了一种基于FPGA的磁悬浮微驱动器悬浮系统的运动模型以及PID控制系统,并通过Matlab仿真实验验证了该数学模型。完成了系统的硬件控制电路及相应的软件设计,搭建了基于FPGA的磁悬浮微驱动器悬浮控制实验系统。该系统可利用位置环对磁悬浮微驱动器进行PID控制,并在上位机Delphi界面中显示悬浮状态,通过对所设计的PID控制器的控制精度、大范围精确控制性能、动态性能和跟踪性能进行了实验验证。实验结果表明,该系统响应速度快、可靠性高,可实现2 mm范围的精度为1μm的控制。     

基于C8051的一维磁悬浮系统变参数PID控制

针对一维磁悬浮系统,给出了改进型的变参数数字PID控制器,设计方法,设计了以C 8051高速单片机为核心的一维磁悬浮系统变参数PID控制器并进行了实验,实现了被悬浮物的稳定悬浮控制,控制误差较小,控制器具有一定的鲁棒性。     

基于高功率密度磁悬浮高速电机的全参数自适应控制

高功率密度磁悬浮高速电机运行过程中会受到外来扰动，影响磁悬浮轴承稳定悬浮，且磁悬浮轴承系统模型本身也具有一定的不确定性。因此，寻求一种能够解决外来扰动和系统模型不确定性的控制算法具有实际意义。全参数自适应控制(All Coefficient Adaptive Control, ACAC)是一种智能控制方法，它的设计不依赖于事先设定的被控对象的数学模型，而是识别被控对象的特征模型，能够很好的应对外来扰动和模型不确定性问题。文中分析了传统PID控制理论与自适应控制的优缺点，研究了ACAC对于高功率密度磁悬浮高速电机受外来扰动的控制作用，实现了磁悬浮轴承的稳定悬浮。     

带钢纠偏液压系统模糊PID控制与仿真

针对带钢纠偏液压伺服系统存在不稳定和响应时间偏长的问题,提出了利用模糊PID控制技术对该系统进行优化处理。以实际的带钢液压纠偏系统为基础,建立了该液压伺服系统的初始数学模型,然后将系统分别加入PID控制器和模糊PID控制器,利用Matlab对系统在三种条件下进行仿真比较,结果表明模糊PID控制系统性能参数相对前两种有明显的提高,模糊PID对带钢纠偏液压系统的控制有明显的优化作用。     

基于神经网络的磁悬浮球自适应控制器

建立了磁悬浮球系统的数学模型,讨论了系统的刚度阻尼和控制系统之间的关系。利用神经网络的学习功能在传统比例积分微分（PID）控制器的基础上构建了一种自适应PID控制器。用于磁悬浮球控制系统。实验结果表明,控制器结构简单,易于工程实现,可以实现磁悬浮球的稳定悬浮,并且系统具有快速响应性和良好的抗干扰性。     

基于模糊神经网络的磁浮车悬浮控制器

以EMS型磁悬浮车单电磁铁为研究对象,建立了系统的数学模型.为增强悬浮系统的抗干扰能力和负载能力,针对其非线性特性,采用神经网络和模糊控制理论相结合的方法设计了非线性控制器FNNC.该控制器继承了模糊控制鲁棒性强以及神经网络的非线性逼近和自学习能力,运用加速反传训练方法对参数进行调整,并通过TMS320F2812型DSP实现单点悬浮用.实验及仿真表明,该控制器使系统悬浮稳定,动态性能好,与传统的PID控制器相比具有更好的快速跟踪性能和抗干扰能力.     

五自由度磁悬浮盘片控制算法的研究

介绍了五自由度磁悬浮盘片系统的工作原理和硬件组成,并且推导出盘片控制信号方程,重点讨论了PID控制算法在系统中的应用,在系统稳定工作后研究了两种滤波算法对系统性能的影响.通过反复调试与改进,实现了盘片长期稳定悬浮,系统具有反应快速、工作稳定、性能良好等优点.     

基于模糊神经网络的中频感应加热电源的研究

通过对原有感应加热电源温度控制方法的分析,提出了一种适合于非线性系统基于模糊神经网络的温度控制方法。与传统的控制策略相比,模糊神经网络控制具有不依赖控制对象精确的数学模型,较强的鲁棒性,控制方式简便等优点。实验证明:该加热方法优于常规PID和模糊PID,可获得良好的动态特性,具有稳态精度高,功率调节范围宽,工作稳定可靠的优点。     

基于RBF神经网络在带钢厚度控制中的应用

轧钢厚度控制系统的数学模型难以精确建立,传统的PID控制器的自适应能力较差,很难达到满意的控制效果。本文根据以上问题。提出了一种新的控制方法,即基于RBF神经网络自整定PID控制方法。这种控制方法结合了RBF神经网络和PID控制器的控制优势,不仅具有很强的自适应能力、鲁棒性。而且充分发挥了PID控制优势,并且将这种控制方法应用在带钢厚度的控制系统中,取得了很好的控制效果,证明了控制方案的正确性和有效性。     

比例变量泵控马达系统的PID控制与仿真

根据电液比例变量泵控马达系统的数学模型对其控制系统进行了设计,应用了PID控制,使系统得到了令人满意的控制性能;还使用了MATLAB软件来辅助控制系统研究,使控制系统的设计难度大为降低;较详细地介绍了PID控制的设计和仿真方法,具有一定的参考价值.     

一种基于BP神经网络PID的液冷系统设计

针对温度控制系统的时滞、非线性等特点,提出一种基于BP神经网络PID的液冷控制方法.由于空中环境复杂,液冷系统中散热效率与飞行高度、速度等关系很大而且具有不可预测性,因此也无法给控制系统建立准确的数学模型.利用BP神经网络的自学习性和函数逼近能力,结合PID控制器,可以动态调节PID参数,使系统达到优秀的控制效果.实验...     

电子封装模具恒温控制系统的设计与实现

针对温度控制系统的纯滞后的特点,根据电子封装模具温度精确控制的需要,提出了基于Smith预估器和模糊自适应PID控制器的温度控制系统的设计方法。首先,根据阶跃响应建立被控对象的数学模型,然后在被控对象的数学模型的基础上设计出Smith预估器;其次,建立Mamdani模糊模型,实时对增量PID控制器的3个参数进行修正;最后,实现电子封装温度控制的硬件系统和软件系统的设计。该设计解决了纯滞后对控制系统稳定性的不良影响,大大提高了温度控制的精度,并且基于此种方法的硬件系统和软件系统也易于实现,可靠性高,鲁棒性好。     

基于参数辨识的半导体激光器温度自动控制

以保证半导体激光器的安全稳定运行为目标,提出基于参数辨识的半导体激光器温度自动控制方法。通过分析温度对半导体激光器的影响及温度控制原理,设计半导体激光器温度控制系统,在该系统支持下利用半导体激光器温度控制数学模型描述其一阶纯滞后性,根据半导体激光器的热传递性获取半导体激光器的离散运行数据,建立半导体激光器参数辨识模型,确定其最佳预估量,并将其输入到 PID 中,利用遗传算法对 PID 参数进行实时调节,以满足半导体激光器温度变化量对 PID 参数的自整定需求,实现半导体激光器温度自动控制的目标。实验结果表明,该方法可实现半导体激光器温度的快速控制,能够快速达到预期温度,温度波动范围在 0.02 ℃ 以内,温度控制后的半导体激光器发光光谱波形平稳,能够保证半导体激光器的安全稳定运行。     

基于PID控制算法的半挂列车防抱死制动系统的仿真

本文通过对半挂列车防抱死制动系统的研究,利用PID算法建立数学模型,并通过matlab软件仿真,结果得出基于PID控制算法的半挂列车防抱死制动系统的各种动态参数、响应理想,可广泛应用。     

小型磁力研磨机床数控系统设计

磁力研磨作为一种新兴的表面光整技术,在细长管内壁研磨方面有着独特的优势,但目前市场上磁力研磨专用的数控机床设备较少。针对传统数控系统在小型机床上应用的缺陷,基于STM32+FreeRTOS实时操作系统设计了数控机床的嵌入式软硬件,建立了三层拓扑结构的软件系统。对主轴转速伺服控制进行了研究,通过系统辨识建立主轴数学模型,基于Ziegler-Nichols方法整定PID参数。以活检针为例进行了实际的磨削实验,试验结果表明,该机床磨削过程稳定、加工精度高。     

基于MATLAB的热力除氧器模糊PID控制仿真研究

针对热力除氧器系统大滞后、大惯性、非线性以及难以建立精确的动态数学模型等特点,本文采用模糊控制算法与传统的PID控制算法相结合,设计了热力除氧器温度控制系统。为了检测所设计的温度控制系统的性能,采用仿真软件MATLAB的模糊工具箱结合Simulink动态仿真分别对模糊PID控制算法和PID控制算法进行了仿真试验。试验结果表明,模糊PID控制系统能较好地满足除氧工艺要求,提高了热力除氧器温度控制系统的精度和工作效率。     

Simple PID parameter tuning method based on outputs of the closed loop system

Most of the existing PID parameters tuning methods are only effective with pre-known accurate system models, which often require some strict identification experiments and thus infeasible for many complicated systems. Actually, in most practical engineering applications, it is desirable for the PID tuning scheme to be directly based on the input-output response of the closed-loop system. Thus, a new parameter tuning scheme for PID controllers without explicit mathematical model is developed in this paper. The paper begins with a new frequency domain properties analysis of the PID controller. After that, the definition of characteristic frequency for the PID controller is given in order to study the mathematical relationship between the PID parameters and the open-loop frequency properties of the controlled system. Then, the concepts of M-field and θ-field are introduced, which are then used to explain how the PID control parameters influence the closed-loop frequency-magnitude property and its time responses. Subsequently, the new PID parameter tuning scheme, i.e., a group of tuning rules, is proposed based on the preceding analysis. Finally, both simulations and experiments are conducted, and the results verify the feasibility and validity of the proposed methods. This research proposes a PID parameter tuning method based on outputs of the closed loop system.