自适应模糊PID控制器的设计

目前的工业过程控制中被控对象往往都是非线性、时变的系统,常规PID控制对于这样系统的控制效果不是很理想。为此,提出将模糊技术与PID控制相结合的控制方式,设计出自适应模糊PID控制器。利用Matlab中模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器,在Simulink环境中实现了该自适应模糊PID控制器的仿真。仿真结果表明,该模糊PID控制具有控制灵活、响应快和适应性能强的优点。     

无刷直流电机模糊自适应PID控制研究与仿真

针对传统的PID控制方式在对无刷直流电机系统控制时,存在精度低、抗干扰能力弱等不足,提出一种基于参数自适应模糊PID集成控制策略。首先,分析了无刷直流电机的数学模型,建立了基于双闭环调速系统的无刷直流电机控制系统模型,并对无刷直流电机双闭环系统转速进行模糊PID控制;然后,详细分析了建立该模糊自适应PID控制器的设计方法,提出一种优化模糊算子的优化方法,并运用仿真软件Matlab/Simulink实现了系统的设计和仿真;最后,在相同环境下,对比传统PID控制和模糊自适应PID集成控制两种控制策略的仿真结果。仿真结果表明,模糊自适应PID集成控制算法能使无刷直流电机双闭环控制系统具有更好的动、静态性能及较强的自适应能力。     

反应釜温度的智能优化模糊PID控制器设计

通过对反应釜温度控制系统的分析讨论,针对传统控制中响应速度慢、自适应能力差等问题,本文设计了一种基于粒子群算法的模糊自适应PID控制器。该控制器通过对不同工况下控制器的比例因子和量化因子的实时优化来改善反应釜温度控制效果。仿真结果表明,粒子群优化模糊自适应PID控制器与传统的PID控制器和模糊控制器相比,系统动态特性和静态特性均得到了较大的提高,自适应能力显著增强。     

优化GA的模糊自适应张力控制

以典型的卷绕张力系统为研究对象,结合模糊自适应PID控制与遗传算法,设计了基于遗传算法的模糊自适应PID张力控制器.该控制器由离线和在线两部分组成,离线部分利用遗传算法搜索出一组最优的PID参数作为在线调节的初始值,在线部分用来实时调整系统响应的PID参数.仿真结果表明,采用的模糊自适应PID控制策略较传统PID控制器具有响应速度快、控制输出稳定、抗干扰能力强、鲁棒性好等优点.     

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制

针对多机并联系统的稳定性控制问题,在构建同步发电机双机并联运行系统暂态仿真模型的基础上,将基于模糊理论的PID自适应控制方法用于双机并联运行系统的励磁调节自适应控制器的设计;该方法以电压的偏差和变化率作为控制器的输入,然后通过模糊处理,对比例、积分、微分系数进行自适应实时调整;在不同运行模式下对双机并联运行系统进行了仿真与动态性能分析,结果表明所设计的模糊PID自适应控制算法较传统的PID励磁控制具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。     

一种实时自适应步进电机PID控制器设计

传统PID控制器通常难以满足多变量、非线性、强耦合的步进电机动态响应和精确调速要求,结合传统PID控制和模糊控制及遗传算法(GA)整定PID参数的优点,设计基于模糊遗传算法的实时自适应步进电动机PID控制器,充分发挥传统和智能控制策略各自的优势.仿真结果表明,该实时自适应步进电动机PID控制器,具有很好的自适应能力和抗负载扰动能力.在稳定性、动态速度响应诸方面均优于传统的PID控制器和模糊控制器,系统达到了较高调速性能和控制精度.     

非线性离散系统的自适应PID控制器

针对非线性离散系统设计了利用TSK(Takagi Sugeno Kang)模糊模型的自适应PID控制器。利用模糊模型预测控制信号误差,通过控制信号误差自适应PID控制器参数。比较系统输出和模糊模型输出自适应模糊模型的参数。该方法可以弥补系统参数的模糊性、数学模型的模型误差和系统参数的变化。非线性离散系统的仿真实验验证了所设计的自适应PID控制器对非线性离散系统控制的有效性。     

小机车新型试验电源自适应模糊PID控制系统仿真研究

针对小机车传统试验电源系统存在的电压稳定性能差、响应速度慢的问题,提出了一种自适应模糊PID控制的小机车新型试验电源系统。对自适应模糊PID控制器的设计和建模,以及仿真的效果进行了详细的阐述,并进行了系统的鲁棒性分析。同时还将自适应模糊PID控制和传统PID控制进行了对比研究,证明了自适应模糊PID控制的小机车试验电源系统有电压稳定性能好、响应速度快的良好电气特性。     

一种基于Labwindows和Matlab的模糊自适应PID控制器设计

PID控制是一个广泛应用于工业控制的算法,但它对非线性和不确定性系统适应性不够理想。PID参数自适应模糊控制器将模糊逻辑推理引入PID参数的在线自调整,是目前一种较为先进的控制器。本文介绍了模糊自整定PID控制器的设计方法,利用Matlab中的模糊工具箱设计模糊控制器,将PID与模糊控制器有机结合,并引入Labwindows虚拟仪器平台,实现PID参数自调整模糊控制系统的设计和仿真。结果表明,该控制器改善了控制系统的动态性能,增强了其实用性。     

基于自适应模糊PID控制的太阳光跟踪伺服系统

针对太阳光跟踪伺服系统中传统PID控制过程中的一些问题,通过对自适应模糊PID控制系统的分析,设计了一种双轴跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器,同时在Simulink环境中建立了方位角跟踪传动机构仿真模型并完成了仿真。仿真结果表明,太阳光跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器较传统PID控制器具有较强的稳定性、适应性与鲁棒性,在太阳光跟踪伺服系统控制领域具有重要的实用价值与应用空间。     

倒立摆系统的自摆起和稳定控制

为了实现一级倒立摆系统自摆起和稳定控制，该文采用了最优控制与PID控制相结合的控制方法。首先，采用Bang—Bang控制理论设计开环时间最优控制器，实现倒立摆的平稳快速摆起，同时设计经典PID控制器控制小车位置；然后采取线性二次型最优控制理论设计LQR控制器，将倒立摆稳定在平衡位置。计算机仿真和倒立摆系统实时仿真表明，文中提出的控制策略和控制算法得到了很好的验证，取得了满意的效果。     

采用遗传优化自适应模糊PID控制球杆系统

为解决球杆系统动态、静态性能不高的问题,提出了遗传算法优化自适应模糊PID控制器的控制方法.该模型在拉格朗日方程建立球杆系统数学模型的基础上,采用遗传算法优化模糊控制规则、隶属函数和自适应PID参数.在GBB1004系统中建立了遗传算法优化后的自适应模糊PID控制器以及控制模型,并对该控制器进行实验验证.实验结果证明了遗传算法优化后的模糊控制器有效地减小了系统的超调量,缩短了系统的调节时间,能够较好地控制球杆系统.     

基于单片机的便携式温度控制系统

设计一个便携式的温度控制系统,该系统使用AT89S5l单片机作为控制器,半导体冷热芯片为执行器,带有PID算法和使用PWM输出的温度控制系统。做出系统的电路和作为被控对象的温控箱。通过实验可以看出本设计的温度控制能力稳定、可靠,能很好的满足多种温度控制场合。     

基于实时仿真平台直升机系统控制策略研究

直升机飞行控制系统属于典型的多输入-多输出系统,本身具有非线性特性,是控制系统工程中较为复杂的被控对象,设计有效的低成本的直升机的飞行控制系统日益受到重视.本文设计了一种新型的直升机实时仿真系统,利用加拿大Quanser公司开发的三自由度运动仿真平台,基于Matlab的实时工作间进行了飞行控制系统的设计,通过代码自动生成环境产生实时仿真代码,进行仿真实验.本文介绍了系统的组成,建立了系统的数学模型,设计了系统的控制器,并对最优控制策略进行了研究.控制器在传统PID控制方案的基础上采用LQR控制方案.最后经仿真验证可知,LQR控制器可以实现最优控制,该系统控制效果较好.     

球杆系统两种控制算法比较

给出了球杆系统的数学模型,设计了PID和极点配置两种控制器,进行了仿真,结果显示了两种控制器的优劣,并做了结果分析。     

一种解耦模糊PID控制器研究与仿真

针对线性控制系统中因环境变化引起被控对象参数改变或者因干扰作用使系统出现非线性,而引起系统控制性能变差的现象,提出一种解耦模糊PID控制器的方法来改善系统的性能。通过对线性随动控制系统的仿真可见,不论是在被控对象参数改变还是出现随机干扰的情况下均能获得较好动态性能指标。解耦模糊控制的模糊语言规则少,响应速度较快。     

A comparative experimental study of type-1/type-2 fuzzy cascade controller based on genetic algorithms and particle swarm optimization

In this study, we introduce the design methodology of an optimized fuzzy controller with the aid of particle swarm optimization (PSO) for ball and beam system.The ball and beam system is a well-known control engineering experimental setup which consists of servo motor, beam and ball. This system exhibits a number of interesting and challenging properties when being considered from the control perspective. The ball and beam system determines the position of ball through the control of a servo motor. The displacement change of the position of ball leads to the change of the angle of the beam which determines the position angle of a servo motor.The fixed membership function design of type-1 based fuzzy logic controller (FLC) leads to the difficulty of rule-based control design when representing linguistic nature of knowledge. In type-2 FLC as the expanded type of type-1 FL, we can effectively improve the control characteristic by using the footprint of uncertainty (FOU) of the membership functions. Type-2 FLC exhibits some robustness when compared with type-1 FLC.Through computer simulation as well as real-world experiment, we apply optimized type-2 fuzzy cascade controllers based on PSO to ball and beam system. To evaluate performance of each controller, we consider controller characteristic parameters such as maximum overshoot, delay time, rise time, settling time, and a steady-state error. In the sequel, the optimized fuzzy cascade controller is realized and also experimented with through running two detailed comparative studies including type-1/type-2 fuzzy controller and genetic algorithms/particle swarm optimization.     

机动弹头末制导模糊控制研究

机动弹头在末制导段的飞行参数随着飞行条件的变化而发生较大变化,呈现严重的非线性,给控制系统设计带来较大困难.结合模糊控制和PID控制的优点,从工程实用的角度出发提出了一种基于模糊PID控制器设计的方法.模糊控制系统对系统的参数变化有较强的适应能力,尤其适合于数学模型未知、非线性的、复杂的对象.模糊控制器可根据系统的误差和变化对PID控制器参数进行自动优化和调整,然后用同法设计导弹的俯仰通道模糊控制器,并与传统的PID控制器进行分析对比,最后在六自由度模型上进行仿真.仿真结果表明控制器能够满足机动弹头末制导控制系统要求.     

Design of PID controller with incomplete derivation based on ant system algorithm

A new and intelligent design method for PID controller with incomplete derivation is proposed based on the ant system algorithm (ASA). For a given control system with this kind of PlD controller, a group of optimal PID controller parameters Kp^*, Ti^*, and Td^* can be obtained by taking the overshoot, settling time, and steady-state error of the system‘s unit step response as the penfomunce indexes and by use of our improved ant system algorithm. Kp^*, Ti^*, and Td^* can be used in real-time control. This kind of controller is called the ASA-PID controller with incomplete derivation. To verify the performance of the ASA-PID controller, three different typical transfer functions were tested, and three existing typical tunmg methods of PID controller parameters,including the Ziegler-Nichols method (ZN), the genetic algnrithrn (GA), and the simulated annealing (SA), were adopted for comparison. The simulation results showed that the ASA-PID controller can be used to control different objects and has better performance compared with the ZN-PID and GA-PID controllers, and comparable performance compared with the SA-PID controller.     

基于自抗扰控制技术的发电机励磁控制系统

采用合理的发电机励磁控制方案对改善电力系统小扰动及大扰动稳定性有着重要的作用。介绍了自抗扰控制器的原理;分析了传统的PID励磁控制器无法实用的原因;针对其固有的缺陷,提出了一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略,并分析了其动态性能较PID控制器优异的原因。仿真结果表明,所提出的励磁控制策略能快速抑制发电机端电压的大幅振荡,有效地改善系统的动态品质,提高系统的稳定水平。