柴油机模糊智能控制器和改进算法

提出了一种具有多输入/多输出（MIMO）结构、在线修正PID参数的柴油机模糊控制器和改进算法,在算法中建立了柴油机模糊PID控制器的三维模糊数学模型,提出用载荷和增压器进气流量作为新的模糊控制变量,并用模糊控制芯片F100实现了实时在线调整柴油机电子调速器PID参数。仿真结果和Z6135柴油机调速性能表明,使用模糊智能控制器可以改善调速器在柴油机带载条件下的动态响应。该项试验研究为内燃机车用大功率柴油机实时多目标控制提供了解决方案。     

基于模糊神经网络的农业电气PID控制参数优化

摘要： 提出一种基于改进模糊神经网络PID控制的农业电气设备控制参数优化方法。设计了农业电气设备的系统结构模型,对农业电气设备的控制参量进行约束模型构建,得到控制目标函数,设计三层前向变结构PID神经网络,对农业电气PID控制参数进行自适应优化调节,设计了变结构的模糊神经网络PID控制器,实现对农业电气PID优化控制。仿真结果表明,采用该算法进行农业电气设备控制,其输出电压和电流等参数的稳定性和自整定性较好,功率增益较高,收敛性好,控制误差较少,提高了电气系统的稳定性和可靠性。     

基于DRNN自整定准PR控制的光伏并网系统研究

以配置LCL滤波器的单相光伏并网逆变系统为研究对象,针对其非线性、时变特性,提出一种基于准比例谐振(quasi proportional resonant,QPR)控制的直流电压外环、并网电流内环和电容电流内环三闭环控制策略,并给出准PR控制器的离散化方法。针对准PR控制器参数固定无法适应电网参数变化,难以达到系统控制性能最优的不足,提出一种基于动态对角递归神经网络(diagonal recurrent neual network,DRNN)自整定准PR控制器并给出其控制算法,DRNN采用基于二阶梯度的递推预报误差算法(recursive prediction error,RPE),其较一阶梯度反向传播算法(propagation,BP)具有更快收敛速度。仿真对比分析和实验结果表明,采用上述控制策略的单相光伏并网逆变系统具有良好的输出电流质量和快速的动态响应性能,可有效避免并网电流谐振并实现并网电流高功率因数。     

基于改进共轭梯度优化BP神经网络的风电机组变桨距控制

根据共轭梯度算法和传统BP神经网络的变桨距控制器的原理,针对兆瓦级风电机组变桨距控制设计了一种改进共轭梯度优化BP神经网络的变桨距PID参数自整定控制器,此控制器采用改进共轭梯度法修正BP神经网络的权值和阈值,实现BP神经网络变桨距PID控制器的在线整定。在Matlab/Simulink中仿真,仿真结果表明,采用此变桨距控制器可以在额定风速之上快速响应,在相同风速状况下使发电机桨距角调节命令更加准确,风轮转速更加平稳,输出功率维持在额定功率附近,取得了很好的变桨距控制效果。     

电站锅炉汽包水位的CMAC神经网络与PID复合控制

提出了电站锅炉汽包水位系统的CMAC神经网络与PID的复合控制策略。将蒸汽流量信号引入到CMAC神经网络中，考虑负荷变化对汽包水位的影响，使其具有前馈补偿能力，以消除“虚假水位”现象。总的控制输出由CMAC神经网络的输出和一个常规PID控制器的输出通过变参数加权综合后作用于被控对象，这样保证在控制初期以及对象特性变化的情况下系统仍然具有良好的调节品质。仿真试验结果表明了该控制策略的有效性和实用性。图6参6     

柴油机BP神经网络调速快速控制原型研究

设计了BP神经网络整定PID参数的柴油机调速控制器.把该控制器下载代码到dSPACE/Mi-croAutoBox控制器内,利用快速控制原型的原理进行了起动和负荷突变工况的功能验证,并与传统PID调速控制器快速控制原型结果进行对比,结果表明,BP神经网络具有自学习能力和逼近任意函数的能力,可进行PID参数的在线整定和优化;BP整定PID调速控制器工作正常,调速精度较传统的PID控制器有较大改善;快速控制原型的研究使控制器从功能设计到产品的转化奠定了坚实的基础.     

仿流水PID算法在供热站循环泵控制中的应用

PID控制器是供热站循环泵控制中应用最为广泛的控制器,具有结构简单,适应性强等优点。但是其控制参数的调节始终是一个困扰人多年的重要问题。仿流水算法是一种启发式算法,利用自然界水流动的过程中所产生的现象,对PID参数进行调整和优化设计。设计利用连续型仿流水算法求得最佳的PID控制器参数值,使被控系统的输出相应达到最佳。     

利用改进型DRNN神经网络控制锅炉的负压和风量

火电厂锅炉负压和送风系统是具有多变量、非线性及时变参数的受控对象,利用改进型DRNN神经网络来辨识系统模型,进而对PID控制器参数进行整定,实现多变量解耦控制。对负压和送风控制系统进行了设计和仿真研究,通过计算机仿真给出了仿真曲线。结果表明:系统达到了解耦目的,系统能做到稳定性高,鲁棒性强,调节及时,反应速度快,动态偏差小,无静态偏差。该控制方法适合于负压和送风控制系统,符合工程实际,控制品质好,有实用价值。图11参4     

搜寻者优化算法在锅炉主汽压控制系统中的应用

针对电厂锅炉主汽压的控制问题,提出了一种基于SOA(搜寻者算法)优化PID控制器参数的控制方法。在该算法中,以主汽压系统输出的误差绝对值时间积分性能指标作为SOA算法的适应度函数,以得到一组PID控制器的优化参数,并用于锅炉主汽压的控制系统中。仿真结果表明,与粒子群算法及遗传算法相比,SOA优化算法具有较佳的寻优能力及优化效率,进而改善了主汽压控制系统的动态性能。     

基于模糊自适应PID的锅炉汽包水位智能控制系统

针对锅炉汽包水位经常受到负荷变化、进出水速度、水质等诸多因素的影响,具有时滞、非线性等特性,设计了以误差e及误差变化率ec为输入,PID控制器的KP、KI、KD为输出的二输入三输出的模糊自适应PID控制器,目的是为了改善PID控制的参数整定困难、适应差的缺点。并通过仿真进行了验证,结果表明锅炉汽包水位控制系统不论是在负荷变化较小的情况下,还是在负荷剧烈变化的运行工况下,都可以实现水位的平稳调节,水位始终保持在规定的波动范围之内。     

基于对角递归神经网络整定的PID解耦单元机组负荷控制系统

针对火电厂单元机组具有多变量强耦合、非线性及参数时变的受控对象，提出了基于对角递归神经网络整定的PID解耦控制方法，其主要特点是能够提供一个对角递归神经网络来辩识系统模型，进而对PID控制器参数进行整定，实现多变量解耦控制。通过对火电机组负荷控制系统的设计和仿真研究，表明系统达到了动态近似解耦、静态完全解耦和无静差跟踪，并具有响应速度快，鲁棒性好等特点。图5参6     

Application of simultaneous active and reactive power modulation ofsuperconducting magnetic energy storage unit to damp turbine-generatorsubsynchronous oscillations

An active and reactive power (P-Q) simultaneous control scheme, which is based on a superconducting magnetic energy storage (SMES) unit, is designed to damp out the subsynchronous resonant (SSR) oscillations of a turbine-generator unit. In order to suppress unstable torsional mode oscillations, a proportional-integral-derivative (PID) controller is used to modulate the active and reactive power input/output of the SMES unit according to speed deviation of the generator shaft. The gains of the proposed PID controller are determined by pole assignment approach based on modal control theory. Eigenvalue analysis of the studied system shows that the PID controller is quite effective over a wide range of operating conditions. Dynamic simulations using the nonlinear system model are also performed to demonstrate the damping effect of the proposed control scheme under disturbance conditions     

移相全桥变换器在电动汽车充电单元中的应用

分析了峰值电流控制模式下移相全桥变换器的工作原理,设计了电动汽车充电单元的串联双闭环控制器。该控制器外环主回路实时获取负载电压与输入参考电压之间的偏差,通过输入PID电压环对输出电压进行调节,其内环副回路实时计算原边控制电流与PID电压环控制输出的偏差,通过输入PID电流环对控制电流进行调节。针对当控制输入信号占空比大于50%后峰值电流变换器系统出现不稳定的问题,设计了一种斜坡补偿方法,并以PIC16F887单片机为核心,开发了一套电动汽车充电控制单元。实验结果表明,所设计的充电控制单元可以满足电动汽车的充电要求,并具有可靠性高、动态响应快、补偿网络易实现以及带宽增益较高等优点。     

基于模糊PID信号补偿的电液伺服系统容错控制方法研究

针对燃气轮机电液伺服系统在工作过程中可能出现的电液伺服阀功能故障和液压负载扰动问题,提出模糊PID信号补偿自适应容错控制方法——当系统输出与理想输出的误差超过阈值时,模糊PID控制器可以及时的对输入信号进行补偿,进而纠正系统的输出。以双喷嘴挡板力反馈两级电液伺服阀控制的液压缸系统为研究对象进行数学建模,在输出流量不足、输出流量过大、零偏和正弦负载扰动四种典型故障状态下仿真,验证控制器的控制效果,结果表明,受控系统在四种故障下均实现了容错,输出以极小的误差跟随理想输出,几乎没有超调,且能极大的平抑扰动,控制效果优异。     

Fuzzy dispatching of solar energy in distribution system

This paper presents a novel approach for solar energy using in distribution system as distributed generation (DG) unit. A nonlinear fuzzy controller tunes the modulation index of PWM inverter to feed the load in the grid via photovoltaic arrays. The controller also dispatches two dc sources to control input of inverter. The proposed system controls the voltage even during changing sunlight voltage condition or unbalanced load. A low pass LC filter is linked to the output of voltage source converter to bypass switching harmonics. The evolutionary method based on fuzzy theory is used to determine the value of modulation index and disperse the sources from a fuzzy rule-based defined on load voltage error of the point of common coupling. This system gives a full flexibility to the grid to obtain power from the solar photovoltaic units depending on its cost and load requirement at any given time. Simulation results illustrate the effectiveness of performance of proposed method.     

直流电机PID控制器的FPGA设计与实现

针对嵌入式数字控制器应用中经常遇到的模数信号接口控制算法取近似值的问题,提出了一种采用VHDL语言、基于FGPA实现的直流电机运动数字PID控制器。该PID控制器具有自定义功能的输入和输出端口,应用于运动控制系统的速度控制回路中,在Xilinx Spartan 6 FPGA芯片上完成硬件测试。试验测试和仿真表明,运用所提的PID控制器控制输入的PWM信号生成,可用于控制电机驱动电路、破译光编码器的数据及反馈PID控制回路中的速度,有效可行。     

采用神经网络改善式循环柴油机的供氧控制

在氧气反馈调节的基础上,不依赖系统模型,借助神经网络的构成前馈控制器,以反馈输出引导网络权值及输出的调整,使网络逐步学成前馈补偿功能,并最在控制中占据主导地位,实现对负荷扰动的补偿。仿真结果表明,采用这一复合控制系统能有效地改善氧气控制的动态特性。     

Dynamic modelling and controlling strategy of polymer electrolyte fuel cells

A comprehensive dynamic control oriented model of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is developed, considering the mixed effects of temperature, gas flow and capacitance. The fractional relationship between the dynamic output voltage and the capacitance, which escaped the attention in most previous studies is also addressed. Moreover, based on the developed PEFC model, a proportional integral and derivative (PID) controller is designed to stabilize the output voltage at a determined value by regulating the input hydrogen mass flow rate under a series of disturbance in the input. The dynamic PEFC model and controller are simulated in Matlab/Simulink. The simulation results illustrate that the PEFC system model is capable of characterizing dynamic properties of PEFCs. Additionally, the developed PID controller is effective in stabilizing the output voltage with a rather small overshoot and rather faster response, which also proves that the developed model is suitable for PEFC control algorithms development.     

FOPID based MPPT for photovoltaic system

In this paper, the design and analysis of Fractional Order PID (FOPID) controller for the application of the solar photovoltaic system is proposed. At the outset, a solar PV system is considered to investigate the better performance of the FOPID controller compared to PID controller. Fractional order PID (FOPID) controller is used to improve the dynamic response of the system and the optimal gain values are tuned by using FOTF toolbox. A Fractional order controller that has been conceptualized to improve the system performance, particularly to improve the rejection of possible disturbances, which may occur in the input voltage. The performance analysis and comparison of PID controller and FOPID controller is done using MATLAB. The working method of the proposed technique is demonstrated with the help of Boost converter. It is designed in order to tap the solar energy and convert it into an electrical energy.     

西寺坪电站卧式机组过速分析及处理

针对西寺坪电站在甩负荷后转至孤网运行过程中,出现的多台机组成组调节过程中振荡过速的情况,研究了调速器比例—积分—微分(PID)控制模型,找出了事故原因,提出了调速器程序及参数的处理方法,认为当系统频率大于52Hz时,若PID比例项的增量输出大于0,将PID比例项的增量输出清零;当系统频率小于48Hz时,若PID比例项的增量输出小于0,亦将PID比例项的增量输出清零;当系统频率介于48~52 Hz之间时,正常PID调节。之后通过现场试验验证了修改后调速器的性能。结果表明,修改后调速器调节性能反应良好。研究结果为相似运行方式条件下的多机组成组调节提供借鉴。