基于单片机和PID算法的温度智能控制系统设计

为提高温度控制的智能化水平,设计一种智能温度控制系统。该系统以STC89C52单片机为控制器,采用PID算法控制温度,具有语音播报和手机远程控制等功能。采用DS18B20温度传感器采集环境温度;设计LCD12864显示电路实时显示当前温度、温度上下限以及温度状态;设计WT588D语音提醒电路,当测量温度小于下限或大于上限时发出语音提醒;设计按键电路实现温度上下限值的设定;设计蓝牙通信电路,与手机APP通信,实现远程控制;采用PID算法输出控制量,控制固态继电器驱动加热或降温装置,实现温度控制。其次,对温度控制系统的硬件和软件进行设计,并制作实物进行运行测试。实验结果表明,所设计的温度控制系统能够很好地实现温度控制,从而达到预期效果,且操作方便、成本低,具有较强的应用价值。

基于增量式PID算法的香精施加系统设计

为解决加热不燃烧烟草制品生产过程中香精施加量无法根据薄片质量变化进行实时调控的问题,设计了一种基于增量式PID算法的香精施加系统。该系统由称重单元、螺杆泵、喷嘴、流量传感器等组成,通过称重单元实时获取薄片质量数据,根据理论计算模型确定香精施加量,基于增量式PID算法驱动螺杆泵定量输出香精至喷嘴中,利用流量传感器对香精施加量实时反馈,实现香精精准施加。验证结果表明,当薄片质量发生变化时,香精施加量可快速调整,最大超调量为1%,最长调整时间为1.8 s,系统具有较好的跟踪性能;施加量检测值与理论值的偏移率为0.23%~0.52%,施加量组内波动为3.11%~4.17%,系统可实现香精的准确、均匀、稳定施加。

基于模糊PID算法的播种机播量自动化控制方法

自动化控制是智能播种机技术体系中重要组成部分,现行控制方法在实际应用中存在着超调率较高,自动化控制效果较差的问题,为此本研究提出基于模糊PID算法的播种机播量自动化控制方法。本设计在播种机播箱侧面安装拉力传感器,在播种箱下方氮气弹簧上安装压力传感器,利用传感器采集拉力信号与压力信号,根据拉力与氮气弹簧支撑力的变化,反映出播种机播量的变化,采用加权滤波算法对播种机播量测量信号进行滤波处理,根据播种机播量方程计算播量偏差与偏差变化率,利用模糊PID算法对播量偏差与偏差变化率模糊化,得到播量比例系数、微分系数与积分系数修正值,利用控制器对播量偏差调控,以此实现基于模糊PID算法的播种机播量自动化控制。经实验证明,本设计方法超调率在3%以内,具有较高的控制精度,在播种机播量自动化控制方面具有良好的应用前景。

基于自适应模糊PID算法的锂电池组双层均衡控制

为提高电池重组时的均衡效率,在传统Buck-Boost均衡拓扑电路的基础上,设计了一种锂电池组双层均衡拓扑电路。组内采用Buck-Boost电路均衡,组间利用双向反激变压器进行均衡。均衡控制策略采用自适应模糊PID算法,以电池荷电状态(state of charge, SOC)为均衡变量,利用模糊控制算法对PID参数进行调节,缩短了均衡时间,提高了均衡效率。在Matlab/Simulink中搭建了锂电池组双层均衡拓扑电路和自适应模糊PID控制算法模型。实验结果表明:在不同工作状态下,所提出的电池组均衡拓扑及其控制策略将均衡时间效率平均提高了58.36%,验证了该方案的有效性。

基于增量式PID算法的移动机器人定位系统设计

为了提高应用于智能制造领域的四轮全向移动机器人定位精度,本文基于增量式PID算法,采用STM32、激光测距模块和陀螺仪构建全向移动机器人定位系统,并搭建机器人移动定位测试实验环境。测试表明所设计的定位系统具有良好的定位精度和运行稳定性,能够满足智能制造领域移动机器人部分应用场合的定位要求。

基于变论域模糊PID算法的锂电池组级联式均衡控制

为了解决锂电池组在长期使用过程中串联单体电池之间电压存在不一致的问题,提出了一种基于变论域模糊PID控制的级联式双向Cuk均衡电路系统。该系统采用级联式双向Cuk均衡电路实现了不相邻电池之间的均衡,采用变论域模糊PID算法提高了电池电压的均衡速度。为了验证该系统的可行性与优越性,在MATLAB/Simulink中设计了传统双向Cuk均衡电路和级联式双向Cuk均衡电路仿真模型,模糊PID算法和变论域模糊PID算法控制下的仿真实验结果对比表明,基于变论域模糊PID算法的级联式双向Cuk均衡拓扑的均衡时间比未加控制算法的传统双向Cuk均衡拓扑的均衡时间减少了64.29%;比未加控制算法的级联式双向Cuk均衡拓扑的均衡时间减少了50.82%;比基于模糊PID算法的级联式双向Cuk均衡拓扑的均衡时间减少了14.29%。系列仿真实验结果对比分析验证了基于变论域模糊PID控制的级联式双向Cuk均衡电路系统可以提高电池的电压均衡速率。

基于模糊自整定PID算法的退火炉温度调节技术

由于未考虑到退火炉温度偏差值的影响,导致超调量较高,调节效果欠佳。为此,提出基于改进模糊自整定PID算法的真空退火炉温度动态调节技术。依据真空退火炉的工作机理,分析退火炉在工作中的温度变化曲线,采用双曲正切函数求取温度调节过程中的温度偏差值,从而对其动态温度进行设定,采用改进模糊自整定PID算法构造温度模糊控制器,通过对设计的温度模糊控制器内部控制参数进行优化,从而对控制器结构进行更新,并将退火炉的相关参数作为输入量,目标温度作为输出量,由此实现对退火炉温度的动态调节。实例应用结果显示,所提方法可以有效实现对真空退火炉温度的动态调节,且超调量较低,调节效果较好。

基于天牛须和蝙蝠优化PID算法的退役电池双层均衡控制方案研究

为提高退役电池组的均衡效率,本文基于电感式的双层Buck-Boost主动均衡拓扑结构,对均衡控制策略进行创新,提出了一种基于天牛须和蝙蝠算法融合的优化PID电池均衡控制策略,通过蝙蝠算法的引入避免了参数寻优过程陷入局部最优情况。经MATLAB/Simulink仿真,该均衡控制策略使参数优化时间大幅缩短,实现PID特征量的实时可调,与传统均衡策略相比,均衡时间效率平均提高了52.6%,验证了该方案的有效性。

基于PID算法的混凝土搅拌站自动投料控制系统研究

为解决传统控制系统在对投料自动控制时投料量与设定值相差较大且投料均匀度较低的问题,引入PID算法,设计一种新的公路施工混凝土搅拌站自动投料控制系统。通过实时监控设备选择、称重体系构建,完成系统硬件设计,并通过基于PID算法的投料精准计量控制设计、投料拌和超标动态预警设计,实现系统软件功能。试验结果表明,新的控制系统应用下投料量更接近设定值,且投料均匀度显著提高,促进投料、拌料的质量提升。

基于模糊PID算法的阀门电动执行器控制方法

由于阀门电动执行器具有非线性、时变性等特点,导致传统控制方法很难达到理想的控制效果,提出基于模糊PID算法的阀门电动执行器控制方法。根据阀门电动执行器的结构特点,建立驱动电机环节的数学模型作为被控对象,在传统PID控制器中加入模糊理论形成模糊PID控制结构,输入相应参数得到控制信号,并将其输出到被控对象中,实现对阀门电动执行器的控制。实验结果表明,在设计方法控制阀门电动执行器的过程中施加突变信号扰动后,仅需0.58 s恢复稳态,证实了该方法抗干扰能力强、控制效果优。

基于PID算法的智能无人搬运装置的研制

为改善无人搬运装置的运行效果,本文通过借助神经网络比例—积分—微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)算法完成装置的控制并及时纠偏,利用深度摄像头完成任务二维码识别,使用测障传感器实现运行过程避障,借助传感器读取站点数据实现导航与定位。测试结果表明:该无人搬运装置可以沿着色带路径循迹运行,通过识别目标站点位置并实现精准停车,偏差基本保持在的范围内,证明了算法的有效性。

基于串级PID算法的两轮车平衡控制

采用比例积分微分(PID)算法控制理论,设计两轮车的串级PID算法平衡控制系统,通过计算并输出控制量,控制两轮车的动量轮转动,实现两轮车自主平衡。首先进行理论分析确定原理及可行性,然后对串级PID控制算法进行优化改进,并应用在两轮车平衡控制系统中,提高其控制精度和稳定性。通过在3个层次上调整PID参数,实现两轮车静止平衡状态及运动平衡状态。实验证明,该控制方法能有效解决两轮车平衡控制中存在的响应速度及抗干扰能力需求高等问题,为两轮车平衡控制领域的研究提供新的思路和方法。

基于模糊PID算法的智慧家居远程照明控制技术研究

常规的智慧家居远程照明控制技术以工作电流控制为主,受到家居照明的非线性特征影响,照明控制偏差较大。信号模糊化一直是智能家居远程照明控制的难点,因此,设计了基于模糊PID算法的智慧家居远程照明控制技术。确定智慧家居远程智能调光照度阈值,通过A/D采样获取智慧家居照度,并通过脉宽调制调节光源功率,从而满足智慧家居照明的舒适性需求。基于模糊PID算法构建智慧家居远程照明控制框架,在智慧家居上设置控制节点,通过GPRS、3G、4G、5G或Wi-Fi联网控制家居照明,确保家居照明远程控制效果。进行模糊化处理,确定智慧家居远程照明控制的模糊规则,并进行解模糊化处理,完成对智慧家居远程照明的精准控制。采用对比实验,验证了该技术的远程照明控制效果更佳,能够应用于实际生活中。

基于PID算法的调校装置的研究与应用

调校是保障甲烷传感器能够正确监测煤矿井下环境气体的必要操作。主要研究如何快速、高效地调校传感器,重点对传统传感器调校装置中的手动流量计进行自动化控制改造,通过PID控制算法达到精准控制输入传感器气体流量的目的。该装置在晋能控股装备制造集团矿井实际应用后,使得调校操作简单高效,调校曲线合规准确。另外,根据晋能控股装备制造集团的管理实际,在遥控器操作、传感器状态研判等方面也进行了优化应用,极大改善了传感器现场调校的效果。

基于PID算法的Buck型开关电源环路补偿研究

针对传统Buck型开关稳压电源环路补偿设计复杂的问题,提出了一种基于数字PID算法进行环路补偿的控制策略,在对Buck型变换器进行建模分析的基础上,加入数字PID算法进行改进,并对改进前后的系统进行建模分析。仿真结果表明,设计系统的相位裕度为78.5°,穿越频率为56 kHz,相关参数符合预设。在样机测试阶段,设定输出电压为20 V,空载输出纹波为26 m V,负载调整率等指标满足一般需求,相关实验证明了该方法的可行性,可按需应用于Buck型开关稳压电源场景中,以改善环路及输出稳定性。

基于模糊PID算法的火电厂输煤系统远程控制方法

由于现有的控制方法稳态误差大,抗干扰能力差,为此研究基于模糊PID算法的火电厂输煤系统远程控制方法。将输煤系统定子电压作为模型的输入变量,在两相旋转坐标系中建立等效控制模型。对于输入数据进行预处理,使得输入数据和输出数据零均值化。运用最小二乘法对模型的参数进行辨识获得更为合理的控制模型。建立模糊规则表,当输入变量与输出变量之间存在偏差时,需要对偏差进行消除,防止振荡产生。将状态变量输入到矩阵中,能够输出相应的控制规则。设计DG-PID控制器自动产生模糊控制规则,设定调节参数,计算控制策略。将结果代入上述模型中适度调整PID参数,最终达到控制的目的。实验结果表明,在系统添加扰动前,实验组的稳态误差为0%,在控制器的控制下恢复到稳定状态,达到较好的优化效果;在添加扰动后,实验组在仿真时间为1500 s时达到设定值,具有较强的抗干扰能力,确保系统能够正常运行。

基于模糊PID算法的电力谐波信号发生器远程自动控制方法

电力谐波信号发生器远程自动控制中,控制参数是固定的,对于具有时变特性的非线性系,易导致超调量过高,为此研究基于模糊PID算法的电力谐波信号发生器远程自动控制方法。首先,通过采集技术采集电力谐波信号;然后,基于模糊PID算法,定义输入和输出变量,通过模糊化理和规则库设计,处理不确定性和非线性问题;最后,利用模糊PID控制算法实现电力谐波信号发器远程自动控制。实验结果表明:与基于神经网络的控制方法和基于模型预测的控制方法相比,基于模糊PID算法的电力谐波信号发生器远程自动控制方法在电力谐波信号发生器进行远程自动控制时,超调量较低,仅为0.5控制效果较好。

BP神经网络PID算法在循环流化床锅炉中的研究

本文以循环流化床锅炉的床温控制为研究对象,针对传统PID控制算法自适应能力不强的缺点,提出了基于BP神经网络和PID控制器相结合的BP-PID控制器,指出BP-PID控制器算法的自适应控制效果和鲁棒性,并根据其系统结构、算法流程和参数设置,进行实验仿真,验证该控制器的优化效果。实验结果表明,BaP-PID控制器可以更好地控制循环流化床锅炉床温,实现了对系统性能指标的最优化控制,得到了较为理想的控制效果。

基于PSO-Fuzzy PID算法的采煤机调高控制策略研究

针对采煤机调高系统存在的控制精度低、稳定性差等问题,研究基于PSO-Fuzzy PID算法的采煤机调高控制策略,建立采煤机调高系统数学模型,在设计模糊PID控制算法的基础上,利用粒子群算法对模糊因子Ke、Kec进行寻优,实现采煤机滚筒调高精确、稳定控制。由仿真结果可知,基于PSO-FuzzyPID算法的采煤机调高控制策略可将系统超调量由18%降至6%,系统稳定时间从4 s缩短至2 s,且抗干扰能力强,满足采煤机调高控制实际要求,提升了采煤机的智能化水平。

基于PID算法的轧钢加热炉煤气智能燃烧控制研究

常规的轧钢加热炉煤气智能燃烧控制方法主要使用Fuzzy双交叉限幅控制器进行控制阶跃响应,易受温变超调作用的影响,导致燃烧效率偏低。基于此,提出一种基于比例-积分-微分(Proportion Integral Differential,PID)算法的轧钢加热炉煤气智能燃烧控制方法。生成轧钢加热炉煤气智能燃烧控制策略,利用PID算法设计轧钢加热炉煤气智能燃烧控制器,从而实现轧钢加热炉煤气智能燃烧控制。实验结果表明,设计的轧钢加热炉煤气智能燃烧PID算法控制方法在不同控制起始时间下的煤气智能燃烧效率均较高,控制性能良好,具有较高的实际应用价值。