一种基于PID控制器的H.264单元层线性码率控制算法

本文提出一种新的集成PID控制器和线性码率模型的H.264单元层码率控制算法。人眼不仅对空域图像质量敏感,而且对时域图像质量敏感。为了在空域图像质量和时域图像质量之间获得更好的折中,在保持高空域重建图像质量的情况下获得更好的时域重建图像质量,本文将PID控制器引入到H.264的单元层线性码率控制中,并对场景切换情况进行单独处理。实验结果表明,本文算法不但具有线性码率控制算法的准确跟踪目标码率,显著降低比特率估计偏差的优点,而且在保持较高空域重建图像质量的同时提高时域重建图像质量,并可显著地提高场景切换时的重建图像质量。

比例积分适时调整PID控制及其在液压试验机中的应用

本文介绍了一种比例积分适时调整PID控制方法及其在微机控制电液万能材料试验机中的实际应用 ,从而在万能试验机上获得了良好的应力速率、应变速率、位移速率控制以及定荷、定应变。

变速积分PID控制在二容水箱系统的实验研究

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了变速积分PID控制研究。在该方法中,分析了变速积分PID控制,推导其控制算法,整定了相关参数。在MATLAB语言环境下编写三种PID控制程序,并将程序应用于二容水箱实验系统,从实验运行结果可见,变速积分PID控制比普通PID控制和积分分离PID控制效果都好,表明使用该控制方法的正确性和优越性。

积分分离与变速积分PID算法的比较研究

积分分离和变速积分两种PID控制算法在控制方法上类似,容易引起混淆。对两种算法的适用环境和算法实现进行了比较,基于MATLAB环境采用仿真分析的方法,对两种算法应用具体对象的控制效果进行了分析比较,得到了有用的结论。

自适应模糊PID控制器的研究

除了开/关控制,常规PID控制器是HVAC系统现场控制中应用最为广泛最基本的控制器,但对于非线性、时变的系统,常规的PID控制则很难达到满意的控制效果。本文提出了自适应模糊PID控制器模型,可以根据系统误差和误差变化率不断对PID控制器的输出进行在线调整。以某空调房间温度控制系统为研究对象,对自适应模糊PID控制器和常规PID控制器进行了对比。计算结果表明,自适应模糊PID控制器具有良好的动、静态性能,并且鲁棒性较强。

过程控制中PID控制算法的实用性

PID控制是生产过程中广泛使用的一种最基本的控制方法 ,本文在分析普通PID控制算法的基础上 ,针对实际生产过程的工况提出了PID算法的改进方法 ,具有一定的通用性和实用性。

变速积分PID控制在磁悬浮轴承控制中的应用和改进

通过分析磁悬浮轴承控制系统对积分环节的要求,针对变速积分PID控制器在磁悬浮轴承控制中控制结构转换引起干扰的问题,应用负指数函数的特性,重新设计积分系数函数。并针对磁悬浮轴承系统转子起始位置的不确定性,在积分系数函数的指数部分加入了相对误差的变化率,从而达到了增强控制器的适应性的目的。实验证明,改进的变速积分PID控制器具有较好控制性能和对转子初始位置的适应性。应用16极电磁铁径向轴承,实现转子的径向稳定悬浮。

基于改进灰狼算法的啤酒灌装PID液位控制

目的针对啤酒罐装液位控制存在的变负荷、多模态、PID参数整定难的问题,提出一种基于改进灰狼算法的PID参数整定方法,以提高啤酒生产的工作效率。方法对灰狼算法进行改进,使用欧式距离变化率动态调整收敛因子,平衡算法的全局搜索能力;引入动态自适应权重因子,提高算法的优化速度和精度;与基本灰狼算法比较并用测试函数验证改进算法的性能。结果仿真结果表明,改进后的灰狼算法在收敛速度和精度上提升效果显著;改进灰狼算法整定的PID参数的上升时间为1.9 s,调节时间为5.12 s,超调量为3.78%。结论与基本灰狼算法对比,改进灰狼算法对啤酒灌装液位PID参数进行整定,调节时间快,超调较小,可以更好地满足啤酒生产的控制要求。

两种数字PID算法在电锅炉温度控制系统中的应用比较

在数字PID算法中,为了避免传统PID控制器算法中积分累积所造成的系统较大超调和不稳定,甚至是积分饱和,人们常常会使用积分分离PID算法加以改进。本文又提出了变速积分PID算法,并以电锅炉温度控制系统为例,基于MATLAB并运用仿真分析手段,对两种不同算法的控制效果进行了比较,得出了积分分离算法的上升时间tr较短,而变速积分算法的调节时间ts较短,最大超调量较小,振荡次数较少,在温度控制系统中变速积分优于积分分离的结论。

基于逻辑门限值与PID综合控制的气压ABS控制器设计

以重型汽车为研究对象介绍了ABS的基本工作原理,基于TruckSim建立了联合仿真模型,并通过ABS压力动态响应综合测试来验证模型的可行性。以最佳滑移率为控制目标,设计了逻辑门限值与PID综合控制器,仿真试验验证控制器达到了良好的控制效果,使制动压力变化更平缓,车轮滑移率很好地维持在最佳滑移率附近。开发了基于英飞凌XC2365A的硬件系统,主要包括电源供电电路、轮速信号处理电路、电磁阀驱动电路和CAN通讯电路。基于硬件在环仿真台架对ABS控制器进行试验,通过对比试验表明,该控制器满足制动要求,对各种路况及工况的适应性更好,有效提高了汽车制动时的稳定性。

高精度管道漏风量测试仪的设计及实验研究

现有的国产漏风量测试仪普遍存在测量精度低、自动化水平低的问题,为此,基于漏风量测试仪的原理,开展了漏风量测试仪的结构设计、系统设计及整机实验研究。首先,对漏风量的测量过程、喷嘴流量测量原理进行了研究,推导了喷嘴流量测量公式,并根据相关标准设计了角接取压方式的喷嘴结构,基于仪器操作便捷性要求,对整机结构进行了设计;其次,采用空气密度补偿公式完成了高精度流量自适应测量,设计了基于自锁式电磁阀的换向调零电路,采用换向调零法对压差传感器零点漂移进行了补偿,使用小波阈值去噪算法消除了信号噪声,提高了流量的测量精度;采用抗积分饱和比例积分微分(PID)算法对流量进行了闭环控制;最后,研制了管道漏风量测试仪样机,开展了压差与流量测量精度与重复性实验。实验及研究结果表明:该高精度漏风量测试仪工作状态稳定,压差测量精度为±0.4%,流量测量精度为±2%;该漏风量测试仪的测量精度优于国内同类仪器,符合国家标准要求,具有良好的市场前景。

基于遗传-灰狼算法的水肥一体化控制系统研究

变量施肥是精准农业的重要组成部分,非线性、大惯性和参数时变性是影响水肥一体化控制系统精度和稳态性能的关键因素。PID控制算法因其简单方便而被人们广泛应用于工农业领域中,但往往很难达到理想的控制效果。灰狼优化算法(Gray Wolf Optimization Algorithm, GWO)是一种参数设置少且收敛性能好的群体智能优化算法,但在迭代过程中容易陷入局部最优解。为此,通过在标准GWO算法中引入遗传交叉和变异算子,结合佳点集方法,提出一种改进的新型灰狼智能优化算法(Genetic–Grey Wolf Optimization algorithm, GGWO),并将改进的遗传-灰狼优化算法应用于水肥一体化控制系统的PID控制中。以液肥控制系统为研究对象,建立相应的负反馈控制系统数学模型,分别采用常规PID控制、基于GWO的PID控制以及基于GGWO的PID等3种不同控制方法并用MatLab对其进行仿真,并对比分析了各控制方法下的系统性能指标。仿真结果表明:基于GGWO的PID控制在系统的上升时间、调节时间和适应值等性能指标上都优于其它两种控制方法,在系统的精度、均匀性、鲁棒性和稳态性能上实现了更好的控制效果,不仅满足了精准农业的作业要求,而且为后续研究打下了基础。

姿控飞轮变结构变速积分控制的实现

为了兼顾飞轮控制系统的响应速度和稳态精度,在分析常值切换变结构控制和变速积分控制特性的基础上,将具有开关特性,响应快,但存在抖振缺点的常值切换变结构控制与能改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应,稳态精度高的变速积分控制相结合,利用变速积分控制稳态精度高的优点弥补常值切换控制的开关特性带来的缺点,提出了变结构变速积分控制。根据飞轮的本体模型和运动方程建立了控制模型,分析了控制模型的性能,进行了转速跟踪实验。实验结果显示:变结构变速积分控制使系统的动态性能和稳态性能都得到很大提高。控制指令为偏移量1000r/min,幅值100r/min,周期0.01Hz正弦信号时,跟踪误差为2r/min。结果表明,提出的方法抑制了超出切换带范围的超调量,提高了进入切换带内的稳态精度,防止了抖振,基本达到了加快响应速度和提高稳态精度的要求。

复合高精度温度控制及其在制袋机中的应用

介绍了一种高精度温度控制的复合方法及其在制袋机上的成功应用。该方法集模糊逻辑和专家式智能 PID控制于一体 ,充分利用专家人工调节经验和 PID控制的定量调节特性 ,较好地满足了大滞后系统高精度控温与快速性要求。采用了简单新颖的 PID参数在线修正方法和变速积分方法 ,有效抑制超调 ,易于实现。运用于制袋机 ,控制精度优于0 .2 5℃。实践证明该方法在高精度控温中具有良好的控制效果。

新型连续变速积分控制算法研究及应用

提出一种新的改进PID控制算法———连续变速积分控制算法。对其进行了仿真,与常规PID算法进行了比较,并将其应用于小型电加热炉的控制中。仿真及实际应用结果表明,该算法可提高控制质量,克服了常规PID算法容易造成超调与积分饱和的问题,且易于进行参数整定,特别适用于间歇生产过程及程序温度控制。

大负载高温变率高低温试验系统

目的研制一种闭合循环单回路方式的大负载高温变率高低温试验系统,并介绍其设计思路和关键技术,其有效负载高达1.0 t(铝),温变率最高可达5℃/min以满足产品的实测需求。方法针对大负载高温变率的要求,对加热制冷的方式以及功率进行设计;针对试验系统试验舱大空间、大负载等特点所造成的空间温度梯度大,波动剧烈的难点,对各个系统进行协调设计,特别提出低温系统的引射雾化设计以及温度积分分离的控制策略等创新点。结果高低温试验系统工作区的温度在升温阶段实现了较好的温度变化跟随性,在稳定阶段具有较好的空间均匀性和波动性,工作区各点温度均匀性≤2℃,温度波动度性≤±0.5℃。结论采用闭合循环单回路方式,并通过低温系统的引射雾化设计以及温度积分分离的控制策略,可以实现大负载高温变率高低温试验系统的空间均匀性和波动性以及温变跟随性的要求。

灭菌烘干式生态厕所控制系统开发

介绍了巴氏灭菌烘干式生态厕所控制系统的研制与具体的实现过程。利用ARM单片机LPC2104实现了自动检测、控制和显示功能,温度控制采用变速积分PID算法,能够实现快速升温、准确控制。人体排泄物经过灭菌和烘干处理,实现无害化、减量化,减少污水排放,减轻污水处理负荷,从根本上避免水环境的恶化,有利于生态厕所领域的研究和开发。

抑制风电爬坡率的风储联合优化控制方法

利用储能平抑风电波动时,应当保证并网功率爬坡率满足国家风电并网标准中的相关要求。文中研究了抑制风电爬坡率的风储联合优化控制方法。根据国家标准中"有功功率变化"的文字说明,提出了新的风电并网功率爬坡率的数学表达,并提出同时考虑弃风和储能控制手段的风储联合控制方法,以风储联合运行的效益最大化为目标,利用风功率超短期/短期预测数据进行滚动优化控制。基于实际的风电场数据设计了算例系统,并采用遗传算法求解。结果表明该控制方法能够保证风储联合发电功率满足国家风电并网标准对风电有功功率变化的要求。

考虑功率变化速率的储能辅助单机调频控制策略

风电具有显著的波动性和不确定性,大规模风电并网给电力系统的频率调节带来了严峻的挑战。储能具有灵活爬坡特性和双向调节能力,可有效辅助常规机组参与频率调节,提高参与自动发电控制(AGC)的机组响应能力,从而提高高风电功率波动系统的频率稳定性。以机组功率调节速率能否弥补系统功率波动为判断依据,以储能的有功功率变化速率和有功功率基点作为控制变量,提出一种考虑功率变化速率的储能辅助单台火电AGC机组参与电力系统频率调节的协调控制策略,自适应决策储能的动作时机和动作速率。基于PSCAD/ETMDC平台的仿真结果表明,所提策略以储能更少的动作频度和动作深度,达到了更优的调频效果,可有效减少储能功率/能量容量配置,具有良好的经济性,为储能的多场景应用奠定了基础。

基于单片机的自动给料控制系统

介绍了以AT89C51单片机为核心的变速积分PID控制的电振机自动控制系统,给出了系统的硬件与软件设计的实现方法。实验表明该系统有良好的效果。