基于滑模控制的双容水箱液位系统设计

针对双容水箱液位控制系统存在时变、非线性和滞后等不确定因素,设计了一种基于滑模控制的方案,解决了传统PID控制在精准高效方面存在的缺陷。通过对双容水箱的分析,先后建立传递函数及状态空间方程两种模型,设计了相应的滑模面和趋近率,从而实现对双容水箱液位的变结构非线性控制。仿真结果表明,控制器大大降低了系统的超调量和调整时间,验证了所提方案的优越性,滑模变结构控制器具有较好的自适应性和较强的抗干扰能力。

基于改进PID算法的风力摆控制

针对风力摆装置存在的不确定性和非线性因素,考虑到传统PID控制方法很难对其进行精准有效的控制,为此将传统的PID控制和模糊控制思想相结合,提出了基于模糊切换的多模控制器设计方法来解决其稳定性问题。多模控制器是对风力摆装置反馈输入的角度误差和误差变化率进行处理,并采用模糊切换开关自动调整各控制器的控制强度,由此提高风力摆装置的自适应能力。最后,通过MATLAB仿真工具,将所提出的多模控制器分别与常规PID控制器和模糊控制器进行对比,验证了所提出方法的有效性和优越性,进一步证明了多模控制器具有较高的抗干扰性和精准性等优点。

基于改进单神经元PID算法的平衡小车控制

针对平衡小车强耦合、非线性和自然不稳定等特点以及常规PID控制时存在的平衡困难、可靠性低等缺陷,将常规的PID控制与单神经元控制思想相结合,通过平衡小车装置输入的误差值,根据学习规则自我学习、在线调整各控制环节参数并进行比例、积分和微分控制,再由模糊控制器对其增益系数进行自整定,以此提升系统的自适应能力。最后,通过MATLAB仿真,将所提出的控制器与常规PID控制器进行对比,验证了所提出方法的优越性,并得出改进后的单神经元PID控制器具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。