PID参数整定新方法在锅炉蒸汽压力系统中的应用

传统的Ziegler-Nichols参数整定方法已经在PID控制设计中得到了普遍应用,然而由于未对超调量进行具体限制而表现出一定的局限性.本文根据系统阶跃响应曲线的几何特性,通过求曲线包络的面积获得在被控对象的阶跃响应超调量严格限制情况下的PID控制器的3个参数值.该整定方法具有同时保证系统超调量小和响应速度快的双重优点,一定程度上弥补了传统PID参数整定方法的不足.把这种新的整定方法应用到锅炉蒸汽压力控制系统设计中,在Simulink环境下仿真表明,相比于经典Ziegler-Nichols方法,该整定方法具有更好的控制效果.     

移动机器人模糊PID运动控制技术研究

针对轮式移动机器人系统的非线性和常规PID控制方法的不足,将模糊推理与常规PID控制相结合,设计了一种基于参数自整定的模糊PID运动控制系统,给出了参数自整定规律,给出了以参数分配器实现移动机器人线速度和角速度的双闭环控制方法.在自行研制的移动机器人上进行了运动控制实验研究.结果表明,该运动控制系统比常规PID控制方法相比的机器人响应速度快,线速度和角速度控制的超调量及稳态误差等控制品质得到了明显改善,同时该运动控制系统具有较强的抗干扰能力.     

神经网络参数自整定PID控制在供热过程控制中的应用

目的 使供热控制技术适应大滞后、大惯性、时变对象的控制要求,提高供热控制性能以及抗干扰性.方法 采用神经网络理论与增量式PID控制相结合的智能控制方法 ,利用神经网络的自学习能力,在线整定PID三个控制参数,使系统具有更好的鲁棒性和自适应性.结果 仿真实验表明,与常规增量式PID控制效果相比,提出的控制方案使热力站二次网回水温度控制过程很快进入稳态,超调量减小3.57%,通过在线学习及自动更新Kp,Ki,Kd参数,控制系统响应速度加快,且能有效抑制扰动.结论 神经网络参数自整定PID控制算法优于常规的控制方法 ,提高了供热过程的动态和稳态性能,抗干扰能力增强,取得了良好的控制效果.     

基于模糊自整定PID的退火炉脉冲燃烧控制方法

目的 针对退火炉所具有的大惯性和纯滞后的这种非线性对象,采用脉冲燃烧控制方法 ,设计模糊自整定PID控制器,以提高控制性能.方法 在分析退火炉脉冲燃烧控制系统的基础上,利用模糊规则对PID参数进行在线的自动整定,提出了一种基于模糊PID的退火炉脉冲燃烧控制系统.结果 给出了模糊PID控制系统的结构框图以及工作原理阐述,实现了对退火炉的温度控制,并进行了控制系统仿真对比曲线分析.结论 从仿真曲线上可以看出,该控制器能使退火炉的温度控制过程很快达到稳态,具有较好的快速性和稳定性,产生的超调量较小.具有较好的动态和稳态性能.     

分段PID控制算法在柴油机齿条位置控制中的应用

本文针对柴油发动机的齿条位移进行控制,该控制属于执行器位置控制,并对该系统的电磁式执行器建立数学模型,建立齿条位移闭环增量式PID控制器,并对其P、I、D值进行整定,最后进行控制系统的仿真实验。通过仿真发现该控制器对大小阶跃响应的输入,均能改善系统动静态特性。     

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。     

基于内模控制的PID参数整定方法研究及应用

工业生产过程中难以建立精确的数学模型,其参数往往难以整定.基于此,本文研究了基于内模控制的参数整定方法,利用减半原则将高阶含有延迟环节的模型降阶为一阶或二阶的模型,依据内模比例-积分-微分参数整定过程推导出SIMC法的整定公式进行SIMC参数整定.经仿真分析发现该方法的单位阶跃响应速度快、无振荡、超调量小,且其控制效果明显优于其他经典PID整定方法.应用此方法对精馏塔温度控制系统进行PID参数整定,由于精馏塔系统本身存在很强的耦合作用,故设计基于内模控制思想的内模解耦控制器.通过仿真结果发现无论在模型匹配还是失配的情况下,都不仅能消除回路之间的耦合作用,还能减小超调.所研究的内模解耦控制是一种先进、有效的解耦方案.     

BP神经网络PID温度控制在恒温振荡器中的应用

PID参数整定过程一直困扰着工程技术人员,研究PID参数自整定技术具有十分重要的工程意义。描述了PID参数整定的原理,阐述了BP神经网络PID控制的系统结构及算法,给出了基于LPC2368温度控制系统的硬件设计和软件设计方法。最后给出了基于BP神经网络的PID控制响应的温度曲线并与传统PID控制方法作了比较。结果表明:运用BP神经网络的PID控制算法,具有过渡时间短、超调量小、几乎没有振荡等优点,且结构简单,易于实现,具有较广阔的工业应用前景。     

增量式PID怠速控制策略在发动机上的应用

在传统的PID控制策略基础上,利用增量式PID控制策略对发动机的怠速控制系统进行优化,在Matlab/Simulink软件平台编写了怠速控制系统,并在AVL发动机台架进行了该控制系统的试验验证.     

自适应模糊PID控制在BLDCM调速系统中的应用

传统的PID对控制参数难以整定,无法满足无刷直流电机(BLDCM)调速系统对快速性、稳定性的要求,但自适应模糊PID能实时修正参数,更快的达到系统要求.利用无刷直流电机的数学模型和转速的传递函数,构造了无刷直流电机调速系统的仿真模块.同时将模糊PID参数自适应控制器引入无刷直流电机控制系统中,根据系统输出误差和误差变化率实时整定PID参数,完善了PID控制器的功能,仿真结果表明, 该方法比传统PID控制器具有更快的动态响应和更小的超调.     

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     

锻造操作机大车行走机构的单神经元自适应PID控制

为了解决锻造操作机在运送锻件过程中因惯量较大原因引起的响应滞后问题,通过建立锻造操作机大车行走机构动力学模型,提出了单神经元自适应PID控制算法.对锻造操作机大车行走机构单神经元自适应PID控制模型进行仿真.仿真结果表明:采用单神经元自适应PID控制时,超调量低于3s,小于传统PID临界超调量;大车在3s之后达到匀速运行状态,大车行走机构响应加速度达1 000mm·s-2,速度调整误差为±5mm·s-1,大车行走重复定位误差小于±10mm.     

缸内直喷汽油机起动控制

在缸内直喷增压汽油机上,运用自主开发的直喷发动机控制软硬件系统,研究了喷油脉宽、点火提前角和起动过程PID控制器参数对发动机起动的影响。试验结果表明：喷油脉宽为45℃A,发动机起动转速波动小。点火提前角为12℃A时,发动机起动转矩最大。PID控制的KP=1时,转速响应迅速;KI=0.2时,实现无误差跟踪转速,超调量小;...     

基于自动代码生成的共轨压力控制策略

为了缩短共轨压力控制算法的开发周期及降低开发成本,通过Matlab/Simulink及RTW Embedded Coder工具箱完成前馈控制加比例积分微分（PID）反馈控制的高压共轨压力控制策略的建模及自动代码生成.针对共轨压力在发动机一个工作循环内的波动规律,共轨压力控制系统定相位采样共轨压力传感器,提高共轨压力控制的稳定性.试验结果表明,稳态时共轨压力波动幅度小于1.5 MPa,阶跃响应时共轨压力超调量在2 MPa以内,稳定时间小于0.5 s,在不同燃油喷射量下,轨压波动总能稳定在±1.5 MPa以内.该控制策略易于实现,并兼顾控制精度及响应速度,完全满足高压共轨压力控制要求.     

Intelligent PID controller based on ant system algorithm and fuzzy inference and its application to bionic artificial leg

A designing method of intelligent proportional-integral-derivative(PID) controllers was proposed based on the ant system algorithm and fuzzy inference. This kind of controller is called Fuzzy-ant system PID controller. It consists of an off-line part and an on-line part. In the off-line part, for a given control system with a PID controller,by taking the overshoot, setting time and steady-state error of the system unit step response as the performance indexes and by using the ant system algorithm, a group of optimal PID parameters Kρ, Ti^* and Td^* can be obtained,which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kρ, Ti^* and Td^* and according to the current system error e and its time derivative, a specific 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 transient and steady-state performance. This kind of intelligent PID controller can be used to control the motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. The result of computer simulation experiment shows that the controller has less overshoot and shorter setting time.     

一种非线性变结构双模伺服控制器

提出了一种非线性变结构双模伺服控制器，这种控制器在偏差较大时采用具有“时间最优开关平面”的滑模控制，使系统在时间最优指标下工作；当偏差较小时，系统根据状态变量的幅值自动转化为ＰＩＤ控制，使系统在最优二次型指标下工作。仿真结构表明：这种控制系统具有动态响应快、超调小、易于工程实现等优点。     

变速积分增量式PID在气力除灰控制系统中的应用

针对除灰系统运行过程中管道内灰量的变化引起电机负载变化导致物料不能被顺利输送的问题,将增量式PID控制技术引入气力除灰控制系统中.根据偏差大小对控制系统的影响,设计了变速积分增量式PID控制器.通过仿真驱动电机转速与时间的响应曲线,对于变速积分增量式PID控制器达到匀速的时间为0.3s,在快速性和稳定性上都明显优于传统PID控制器.     

差分进化算法在数字PID参数整定中的应用

针对数字PID控制器参数整定,本文介绍了一种基于差分进化算法整定PID参数的方法,并在MATLAB环境中编写M脚本文件进行计算机仿真实验。结果表明,使用该方法对控制器参数优化整定后,系统响应速度更快,达到稳态的时间更短,参数的整定速度和准确度得到了明显改善。