基于位置式PID的水暖床垫温度控制系统设计

温度控制在生产生活中发挥着举足轻重的作用。位式控制算法在调节具有滞后性的水暖床垫温度控制系统时容易导致温度在目标值上下波动,控制效果不理想。为了解决此问题,设计了一种基于位置式PID的水暖床垫温度控制系统,系统以51内核的微处理器为核心控制器、以负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient,NTC)为温度传感器、以PTC为加热器、以直流电机作为循环水泵。经实际测试结果表明,该系统运行稳定,控温精度在±0.5℃以内,达到了理想的温度控制效果。

位置式PID控制算法在城轨ATO系统中的应用

为了使城市轨道交通CBTC(基于通信的列车运行控制系统)中的自动驾驶系统(ATO)实现更加精确的控制,通过对传统的PID控制理论进行分析,探索了位置式PID控制算法的详细控制过程,并使用现代计算机技术实现了该算法。将位置式PID控制算法与状态方程结合起来,并将改进后的算法应用于自动驾驶系统中:通过调节PID算法公式中的Kp,Ki,Kd三个参数值,可以得出最适合应用于自动驾驶系统的系数,以决定牵引和制动命令的执行时间点。研究结果表明,在自动驾驶系统中,应用位置式PID算法可以实现列车更加理想的精确控制,减少列车牵引和制动时间以实现节能,保证列车提速平稳以提高列车的舒适度和稳定性。

增量式PID和位置式PID算法的整定比较与研究

将介绍增量式PID和位置式PID算法的具体原理,并分析两种算法的优缺点,然后将通过具体的应用分析比较这两种算法的区别。并通过MATLAB对这两种算法进行分析研究。

利用位置式数字PID算法提高DFB激光器驱动电源稳定性

由于分布反馈式(DFB)激光器输出光功率受其激射电流的影响,为了保证其稳定的光功率输出,研制了基于位移式数字PID算法的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件设计方面,该驱动电源主要由控制器模块、恒流源模块和保护电路模块组成。采用模拟PI深度负反馈环节有效地提高了驱动电流的稳定性。在软件方面,采用位置式数字PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异。利用该驱动电源,对中心波长为1 563.01 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,长期稳定性(>220 h)优于4×10-5,中心波长未出现漂移,为其在红外气体检测中提供了优越性能保障。

改进PID算法在气动位置伺服控制系统中的应用

本文采用传统的PID控制方法对气动位置控制系统进行了研究。该方法不要求对被控对象建立数学模型,而是通过调整比例、积分、微分三个参数对系统进行控制。针对传统PID算法中存在的不足,对传统PID控制器加以改进,提出变速积分PID控制算法,并采用变速积分PID控制算法对位置定位控制进行了实验研究。

基于PID分段式温度控制系统的设计

通过对PID算法及控温方式的改进，不仅提高了温控系统的控温精度，而且由于采用了分段温控技术，也使其具有稳定性好和超调小的特点。

一种改进PID控制算法的研究与应用

针对实验中发现的常用数字PID控制器容易产生失控的现象,利用MATLAB软件对PID算法进行了仿真分析。指出了产生失控的原因是由递推位置式PID算法的不足引起的,并对现有的递推位置式算法的不足进行了改进。将改进的PID算法应用于300MN水压机的操纵控制系统中,解决了原有的缺陷,得到了很好的控制效果。

基于Quartus II的数字PID控制模块设计与仿真

针对基于常规微处理器的数字PID控制器在环境恶劣的情况下出现程序跑飞,笔者介绍了一种基于QuartusII的数字PID控制器的实现方法,该模块是直流电机转速控制器中最核心的模块,采用软件平台QuartusⅡ与DSP Builder结合的方法设计了PID控制模块,并给出了仿真结果,从而验证了数字PID控制器的算法正确性.

大空间中央空调PID控制算法

中央空调在公共大空间环境下使用面临许多实际问题,针对这些问题的特点及空调系统的控制要求,利用PID调节进行数值分析,选择使用位置式PID控制算法,并对可能引起的积分饱和现象进行修正.最后通过对图书馆空调系统的阶跃测试确定了相应的PID调节参数,给出了完整的大空间中央空调PID控制算法.

基于模型的怠速空燃比PID控制策略的研究

本文借助于车载动态实验数据，采用系统辨识的方法建立喷气脉宽与空燃比之间的动态模型。在此基础上应用位置式和增量式两种PID控制策略进行反馈控制。仿真结果表明，尽管位置式PID反馈控制输出很快收敛到设定理论空燃比，并维持在理论空燃比，但考虑到其每次输出均与过去的状态有关，并对空燃比偏差进行累加，在实际使用时有可能引发重大事故；而离散增量式PID控制算法不但对控制目标的调节时间短，而且对扰动具有更好的鲁棒性，控制精度较高。

改进的PID算法在输液加温器中的应用

针对目前市场上的输液加温器在使用过程中常会出现加热温度过高,显示温度与出口温度偏差大的情况。以市售某公司加温器为平台,对加温器的加热过程进行实验研究。在温度控制过程中采用了改进的位置式PID算法,PID参数采用工程整定的方式获得;通过控制可控硅的PWM占空比达到控制加热效果;通过Matlab的曲线拟合功能,获取估测的出口水温与实际出口温度的近似关系。最后经过测试对比,有较好的加热效果和较高的温控精度,符合临床使用的要求。

基于双半导体制冷器的谐振式露点仪主控温系统设计

针对高精度石英谐振式露点仪中所涉及的露点温度双闭环跟踪控制的问题,本文提出了一种基于双半导体制冷器的主控温系统,该系统采用STM32作为主控芯片,利用PID控制算法通过DAC分别对两路半导体制冷器进行驱动和温度跟随控制。该系统在-15~15℃温度范围内进行了控温效果试验,结果显示该主控温系统线性制冷速率误差不高于10%,连续线性控温精度高,可为基于双制冷面的高精度石英谐振式露点仪实现双闭环露点跟踪测量提供有效的温控解决方案。

基于PID控制SIC半桥HID驱动信号系统设计

搭建以TMS320F28335为核心的脉宽调制(PWM)数字化输出与信号处理系统,结合位置式PID控制算法,调整PWM信号占空比,控制半桥驱动电路的功率,提供多种工作模式,实现不同工作功率输出.相较于传统的模拟控制技术,该编程解决了半桥死区时间控制.设计隔离式碳化硅高频半桥驱动电路,解决了SiC MOSFET驱动串扰抑制,优化开关速度,减少功率电路对小信号处理的干扰.实验结果表明,该数字化信号驱动系统具有稳定、灵活、可靠控制高压气体放电灯(HID)输出工作功率,为公共照明电路的控制带来便利与高效.

基于四旋翼飞行器的PID算法改进

四旋翼飞行器具有不稳定,非线性,强耦合等特点。为了使飞行器能够稳定飞行,采用两个PID串联,同时对位置式PID算法进行改进,PID参数整定后试飞结果显示,飞行器能够稳定的保持平衡。

康复机器人运动控制PID仿真研究

PID控制器因其结构简单、稳定性高、工作可靠、调整方便等优点而成为工业过程控制系统中的主要环节之一，因而它一直是运动控制领域研究的重点。在分析数字PID的原理及算法的基础上，针对下肢康复机器人控制的特点，提出了一种新的前馈加补偿的PID控制方法，以满足该机器人实时精确的控制需求。该方法针对PID控制系统，设计了设定值前馈补偿控制器，提高了系统的跟踪性能。Matlab仿真结果表明，在下肢康复机器人的运动控制系统中，该控制模式具有控制精度高和实时性好的优点。

基于OpenMv的目标控制与自动追踪系统

设计基于OpenMv的目标控制与自动追踪系统,以STM32F103芯片为核心,通过视觉模块OpenMv进行图像处理,实现边缘循迹功能,借助二维电动云台绑定激光笔进行模拟运动目标和自动追踪效果。STM32单片机通过计算路径的偏差,采用位置式PID算法实现了红绿光斑轨迹的精准控制,同时使用声音模块和LED模块来实现声光提示。结果表明,该系统可应用于各种需要目标追踪的场景,具有较高的实用性。

模块化蛇形机器人运动控制系统研究

近年来,人工智能技术得到了广泛的应用和发展,其中机器人技术已经取得了长足进步。而蛇形机器人因其高度仿真的蛇形动态及运动特性而备受瞩目。以锥齿传动结构蛇形机器人为载体,以STM32为主控制器,采用开环控制和闭环控制相结合的方式控制其运动,通过位置式PID控制算法解算装置姿态,提出一种适用于蛇形机器人灵活运动的控制算法。

计算机数据融合算法下植保机精准化作业研究

针对我国传统的植保机在精准化作业和自动化喷洒方面存在的不足,基于计算机数据融合算法对植保机精准化作业进行了设计试验。植保机的主要组成包括控制单元模块、信息采集模块、传感器模块、数据传输模块和变量执行器模块。为了实现植保机的精准化作业,对植保机的飞行姿态调整和变量喷药过程进行了算法设计。其中,飞行姿态控制采用双闭环位置式PID控制算法,喷药过程采用改进的遗传PID控制算法进行控制。为了验证植保机精准化作业的效果,对其进行姿态控制和变量喷药试验。结果表明:植保机姿态控制良好,能够完成精准化喷药。

基于光电与航向角融合定位的AGV机器人

目前在小件物料生产搬运过程中,AGV机器人存在灵活性强与定位精度高不能兼具的问题。为此设计了一种新型的AGV机器人用于实现小件物料的精准搬运。该机器人采用了上下位机电路构型,上位机(Jetson nano)负责识别任务码和物料,下位机(STM32F407)控制步进电机驱动麦克纳姆轮底盘,通过步进电机梯形加减速和位置式PID控制算法,使机器人运行更加稳定。此外,机器人还配备了五自由度机械臂,用于完成小件物料的抓取和放置,以增强其灵活性。为了提高机器人的定位精度,AGV机器人在获取地面环境信息和机器人位姿信息后,提出了一种基于光电与航向角融合定位纠偏方法。大量实验结果表明,该AGV机器人到达指定目标点的平均误差为0.85 mm,定位最大误差不超过±3 mm,其机械臂能够准确将物料放置至对应区域。

虚拟过程控制实验实训平台的开发

针对过程控制实验实训物理平台的缺陷,以单回路下水箱液位调节阀控制系统为例,介绍了基于虚拟A3000为控制对象的全虚拟实验实训平台的开发过程。用到DDE通讯,实现了组态王与虚拟A3000对象的数据交换,在组态王工程开发中用命令语言实现了增量式PID算法;用到了OPC通讯,完成了组态王和MATLAB的连接,用Simulink模型文件实现了位置式PID算法。为高校师生开发过程控制工程提供了范例,为开展"教、学、做"的一体化课程提供了平台。