模糊PID复合智能控制参数自整定研究

介绍了一种新的Fuzzy 自适应PID控制器的设计原理及参数自整定方法,该方法充分结合了常规PID与模糊控制的优点,将整个控制过程实施分段控制,通过分析PID参数在偏差调节中的作用,采用模糊控制来实现参数自整定。基于该思想,我们利用STC80C52RC设计了一种智能化温度控制仪,通过实践运行表明,其控制效果比常规单一控制更优越。     

改进卡尔曼滤波的PID控制

传统的基于卡尔曼滤波算法的PID控制,在滤除控制过程中和测量过程中的噪声干扰方面效果很好。但系统的收敛速度、超调等方面还存在问题,这主要是PID参数没有达到最优。针对卡尔曼PID的参数优化问题,结合遗传算法优化PID参数,引入增量的分段控制改进控制信号[u]的组成结构。经过Matlab仿真验证,方法数据量少、参数优化快、系统收敛快、超调小,方法可行。     

冰淇淋老化机温度控制系统的设计

针对在冰淇淋均质老化机的温度控制系统中,传统PID控制方法表现不佳的问题,提出了分段式模糊PID的控制方法.根据温度误差对系统控制区进行分段,通过分段控制的模糊控制方法和PID控制结合在一起,实现了两种控制方法优势互补.设计了基于单片机的温度控制器,实验结果表明,系统的响应速度和稳态精度都得到了提高,该方法优于传统PID控制方式.     

模糊PID在主螺栓超声检测水位控制的应用

主螺栓水位优化控制问题,由于核电站主螺栓超声检测过程中的水位存在使探头高度急剧变化,对模型参数变化无法预知等特点,要求探头高度快速变化时使水位控制达到动态响应性能。为改善控制稳定性及动态响应特性,提出用模糊控制和PID控制相结合,设计了隶属度函数和模糊规则,应用于主螺栓超声检测的水位控制。使用MATLAB对控制系统进行仿真,进行了探头高度变化阶跃响应试验。仿真结果表明,即使在各种参数改变和探头高度快速变化的情况下,通过模糊PID控制实现水位的快速稳定跟踪。证明实施的控制方案具有较好的鲁棒性和自适应能力。     

分段线性流量特性的三容水箱控制算法研究

以具有分段线性流量特性的三容水箱为研究对象,分析了其结构特点和流量特性。针对其流量特性近似分段线性的特点,研究了变参数PID控制算法和TS-PID控制算法在该系统中的应用。结果表明,这两种PID控制策略都能对三容水箱实现有效控制。但相比之下,TS-PID这种策略根据液位变化,通过适用度加权产生PID控制参数,可实现参数的更平稳过渡,有利于改善控制性能。     

智能控制在温度调节仪中的应用

本文介绍一种温度控制方法,该控制方法分别采用智能PID和分段PID算法来实现,通过编制VB程序实现计算机与智能调节仪之间的双向通信。基于宇光GLCK-103 B型温度测控实验装置,计算机可对温度变送器输入的信号进行处理后与设定温度值进行比较,并进行P、I、D参数运算,送给智能调节仪进行调节,输出信号对可控硅调压模块进行控制,改变加热功率以达到控制温度的目的。最后,验证了智能PID算法和分段PID算法在温度调节应用中的有效性。     

测量生物组织热物性参数的热敏电阻探头

在介入式肝癌热疗过程中需要测量组织的热物性参数 ,因此介绍了一种用超小型热敏电阻珠构成的探头的结构特性。探头在测量时既作加热元件 ,又作感温元件 ,测量系统采用负反馈原理。为了给后期测量提供数据 ,对热敏电阻珠本身的温度 /阻值特性进行了研究探索 ,得出温度 -阻值关系曲线。     

基于模糊PID实现树脂膜加热的高精度控制

介绍了一种单片机控制的高精度加热器，重点阐述了该加热器的控制策略及模糊PID控制的方法。文中提出的分段控制策略及应用极限环法实现PID控制器的参数初整定，缩短了系统的响应时间，提高了控制精度，在很大程度上改善了加热器的性能。应用模糊方法自整定参数，提高了加热器的抗干扰能力。该控制方法已经在树脂振膜的成型制造中应用。     

基于蚁群算法的车身振动主动控制研究

针对乘用车车身结构振动抑制问题,采用基于蚁群算法的参数自适应PID控制器,以压电元件为测量和控制元件,进行了振动主动控制仿真和实验研究;首先对白车身结构进行实验模态分析,确定了压电元件的布片位置并确定压电控制的传递关系,然后设计基于蚁群算法的PID参数自适应控制器,制定了控制方案,进行了模拟仿真分析,最后搭建试验平台,以某国产乘用车白车身为被控结构,进行了车身振动主动控制实验;系统仿真和实验结果表明,施加控制时车身的振动幅值较未施加控制时大幅减小,在振动幅值较大的低频区域,其振动幅值明显降低;从而验证了应用基于蚁群算法的参数自适应PID控制技术,不仅可以有效降低车身的振动幅度,而且对传统控制方法控制效果不佳的振动低频区域,控制效果明显。     

遗传算法在跨超声速风洞总压控制中的应用

总压作为风洞控制中的重要流场参数,其调节性能是风洞控制系统能否满足试验要求的重要指标,为提高跨超声速风洞的总压控制水平,需对总压控制策略进行设计。针对某跨超声速风洞对总压控制系统提出的快速性和精确性要求,提出串级控制、智能PID控制和总压分段控制等方法,并利用MATLAB系统辨识工具箱对流场调节阶段的总压系统模型进行了辨识。提出将遗传算法应用于风洞流场调节阶段的PID控制器参数整定中,重点对基于遗传算法的PID控制原理和参数整定步骤进行介绍,并针对遗传算法的遗传算子进行了设计。系统仿真和风洞实际运行情况表明：该方法较常规PID参数整定与优化方法,具有更好的控制性能指标,满足总压控制系统精确性、快速性、鲁棒性等要求,为后续风洞建设和设备改造提供了新方法。     

分布式集中供热微机控制系统

由供热站控制装置、温度巡测仪和ＰＣ－３８６微机构成对供热站及热用户的多种现场参数进行采集与控制。文中提出了一种根据补水进行前馈控制的方法。并给出了远距离测温探头的实际应用线路。     

漆包机烘炉热能平衡模糊控制系统设计与实现

漆包机烘炉温度系统的实时性和稳定性,关系到漆包线产品质量。针对漆包机烘炉热能系统特点,提出了一种的漆包机烘炉的热能平衡模糊控制系统,该系统提出了模糊热能平衡控制、PID温度控制结合的漆包机温度控制系统的设计思路。针对漆包机烘炉结构和系统特性进行研究,根据热能平衡方程建立漆包机烘炉系统的温度模型;利用热力学相关理论知识分析热能的输入输出的主要组成部分,计算烘炉的总热量;并提出热能平衡模糊控制系统原理流程图,设计相关的软、硬件模块加以实现。试验与测试表明,该热平衡系统为烘炉内各加热区域的温度调节提供了可靠保障;使烘炉的温控能够自适应环境温度的变化;热平衡系统以节约电能为准则,最大限度地减少电能消耗,提高产能比。     

纳卫星主动温控系统建模与仿真

纳卫星运行于复杂空间热环境中,各种热量干扰、轨道外热流波动和舱内热源的散热都会影响整个星体的温度系统,因此制定合理的温度控制策略尤为重要.在纳卫星动态特性平衡方程基础上建立了主动热控系统模型.分别采用常规PID控制方法与模糊控制方法,对纳卫星温度控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明,PID控制能消除稳态误差,满足一定的控温要求,但超调大,过渡时间长;模糊控制则能实时跟踪纳卫星温度变化,较快地达到控温目标值,虽然无法消除静态误差,但其综合控制效果比PID要好.     

某机载雷达智能环境控制器模糊算法设计

为了提高某机载雷达环境控制系统控制品质,设计了一种基于PID控制与模糊控制相结合的智能控制器。文章介绍了该智能控制器的基本原理、系统组成,详细论述了温度控制算法。该算法具有更大的灵活性、更快的响应速度、抗干扰性强和鲁棒性高的优点,特别适用于非线性、时变和大滞后的控制系统。试验表明,采用该算法的环境控制系统,具有良好的控制性能,对机载设备冷却或加热取得了满意的效果。     

加热炉温度控制系统的设计

介绍了基于九点控制器原理的热媒加热炉换热器温度控制系统.该控制系统主要包括控制逻辑模块、数据通信模块（OPC通信协议）、人机界面等.阐述了加热炉换热器温度控制系统的原理及其组成,并在仿真平台上对控制系统进行仿真验证.结果表明,该控制系统能够较好地实现对热媒加热炉换热器温度的控制,达到了预期的控制效果,进一步验证了基于九点控制器的热媒加热炉换热器温度控制系统具有较好的发展前景.     

低成本微反应槽PCR芯片阵列双重控制系统

设计了内部不含温度传感元件、加热元件的低成本微反应槽聚合酶链式反应（PCR）芯片．研制了宏观集中控制与微观分散控制有机结合的双重控制系统,该系统具备对PCR芯片的批量处理能力;宏观集中控制装置以水为传热媒质通过特制换热器给芯片提供聚合酶反应所需的基本温度;在柔性印刷电路板上形成与芯片阵列对应的微型加热器阵列,针对各芯片进行分散的温度补偿。     

Repetitive control of tubular heat exchangers

Effective operation of heat exchangers involves optimum control of the fluid outlet temperature. Several ideas have been proposed in the literature to cope with intrinsic resonance dynamics aimed at widening the bandwidth of the closed-loop system to achieve fast, well-damped responses in controlling the outlet fluid temperature by means of the steam temperature. This is also the main purpose of this article, in which the use of a repetitive control scheme is proposed to take resonance dynamics into account when residence time is variable, as in this case the control variable is the fluid flow rate and not the steam temperature. The scheme is based on a model of the tubular heat exchanger dynamics in which the explicit terms of resonance are cancelled out by the controller. Simulation results are provided both for a typical tubular heat exchanger and for a special sort of heat exchanger, the distributed collector field of a solar power plant.     

计算机监控系统在无人值守换热站中的应用

无人值守换热站是供热控制的关键节点,随着计算机控制技术的成熟,换热站运行控制与计算机控制的结合度越来越高。通过应用计算机控制系统能够使得换热站在不同的热力工况下,按照相应的负荷运行,提高无人值守换热站的运行效率。运行控制系统通过采集温度、流量、压力等运行参数实现了自动调控与运行。     

基于DCS的锚链调质炉炉温模糊控制系统

介绍了带自学习、自修正功能的模糊控刺技术在锚链调质炉炉温DCS中的应用,实现了调质炉的精确控温及控制策略和控制参数的自适应,提高了系统的鲁棒性,达到了较高的控制水平。     

工业电炉温度的模糊控制系统设计

针对工业热处理过程的特点和需求,设计了工业电炉温度模糊控制系统。该系统在闭环反馈的基础上采用二维模糊控制器,仿真表明,模糊控制方法提高了控制的实时性、稳定性和精确度,并且实现了操作过程的简化。目前,该系统处于实际工业炉温控制的应用和试行阶段。