基于增量式PID油茶果采摘控制系统设计与试验

目的:提高油茶果采摘的控制精度,改善传统PID算法存在的振荡频率过高、超调过大等问题。方法:提出基于增量式PID油茶果采摘控制策略,在传统PID基础上增加采样装置以获得离散信号,通过对控制系统数学建模并求解得到最佳振动频率,用MATLAB软件对系统各种工作环境下进行仿真。结果:在加入增量式PID控制系统后,系统的振荡频率减小12%、超调量减小16%、稳态调节时间缩短45 s。结论:增量式PID控制算法可以使得系统的振荡频率减小、控制精度提高、抗干扰能力变强,并且获得最佳工作频率,减小果实损伤率和花苞掉落率。

基于增量式PID校正技术的开关变换器设计

为解决传统电源中存在的体积大,以及输出电压存在较大的波动等问题,文章给出了基于增量式比例-积分-微分(PID)校正的开关变换器控制方案,因推挽拓扑在中小功率场合中无需考虑磁饱和问题,方案中以推挽拓扑作为功率变换主要单元。首先阐述了推挽拓扑的工作基本原理,在此基础上设计推挽拓扑功率变换电路以及逐周期保护电路,给出能够在中期实现每个开关电流过载、过流电路的控制流程,以实现过载、短路等工况下的快速保护;然后,为减少变压器运行过程中的损耗,从磁动势的角度进行设计,同时给出变换器的主要关键参数设计方法,在控制方案中,以变换器的输出电压作为控制输出量,以位置式PID为基础,推导增量式PID输出方程,设计系统软件的工作流程;最后设计样机,得出实验数据,验证理论设计的准确性。

基于增量PID的激光增材制造熔池温度控制

针对激光增材制造过程中熔池温度波动引起的成形件尺寸精度的问题,设计了一套基于增量PID的熔池温度控制系统。该系统采用比色高温计测量熔池温度,利用增量PID控制算法实时调节激光功率以稳定熔池温度。实验结果表明,与开环状况对比,该控制系统能够稳定熔池温度,提高成形件尺寸精度。

基于模糊PID的低温环境试验系统控制特性研究

将模糊控制和增量式PID控制相结合,针对双调节阀协同工作的液氮蒸发制冷低温环境模拟试验系统,设计了一种模糊PID温度控制策略。通过开展预试验与系统辨识,确定了被控对象的状态空间模型,并在此基础上对试验系统的温度控制特性进行仿真研究。结果表明,和传统PID控制相比,模糊PID控制调节迅速、控制精度高。在此基础上,基于某实际试验系统开展了温度控制试验。试验和仿真结果证明,模糊PID方法在大型低温环境模拟试验系统温度控制中具有良好的精度和稳定性,该控制方法易于应用于同类试验系统,对相关应用中温度控制策略的设计具有指导意义。

基于增量式PID算法的变电站设备巡检机器人控制系统研究

为了避免巡检机器人巡检过程中发生安全隐患和故障,运行轨迹误差较大,提出了基于增量式PID算法的变电站设备巡检机器人控制系统。运用RS485与TCP/IP转换器保证主程序与机器人之间的联络,以高清摄像头、温湿度传感器采集变电站图像与温湿度。控制微处理器内PWM信号,将脉冲数传输给控制模块,得到实际与预期速度,输入到增量式PID模型,应用遥控和机器人自身程序相结合,根据传回的变电站图像令机器人运行时可自主控制,实现精准的巡检任务。通过仿真实验,证明所提系统能够使机器人在巡检过程中平稳运行,运动轨迹误差小,控制效果佳。

数字增量式PID在称重系统中的应用

饮料灌装是饮料生产的最后一道工序,在饮料的生产过程中起着决定性的作用。本文在灌装环节中增设了称重系统,能提高灌装精度,保证灌装过程的平稳,同时将数字增量式PID控制算法应用于称重系统中,并进行仿真分析。结果表明:该方法具有有效性。

基于口袋实验室的便携式直流可调电源

直流可调电源是实验室中常用的设备,为了方便学生开展课外实验,设计一种基于FPGA口袋实验室的直流可调电压源。该设计系统由口袋实验室模块、触摸显示屏模块以及直流可调电源模块组成,利用SOPC技术结合增量型PID算法实现电压的精确控制,并在Nios II中使用uC/OS II操作系统,移植uC/GUI图形界面,设计显示界面。系统测试结果表明,利用旋转编码器调节可实现0 V~23.7 V的电压输出,步近50 mV,输出误差低于1%,最大输出电流3 A,最大输出功率达到18 W,具有体积小巧、输出精度高、携带方便的特点。

基于增量式PID算法的多种固体肥精确施控系统研究

为了实现变量施肥过程中多种固体肥的实时自动配比、提高施肥控制系统的排肥量控制准确率,采用增量式PID闭环控制算法设计基于测土配方的多种固体肥精确施肥控制系统及与之配套的施肥装置,实现了氮、磷、钾3种固体肥的适时快速响应和实时精量施入。施肥控制系统主要包括主-从控制器模块、处方图模块、北斗卫星定位模块、测速模块、人机交互模块、施控电机模块和施肥量监测模块等。主控制器主要完成人机交互指令接收、北斗卫星定位信息获取、处方图施肥量查询、车速和施控电机的工作状态监测、从控制器工作指令下达等任务,人机交互模块实现主控制器和手机APP的通信;从控制器主要实现主控制器指令接收和施控电机工作控制。根据播种环节普遍采用中小型播种机的实际情况,模拟播种施肥机具行进速度为3.5~6.5 km/h,进行了实验室单一肥料排肥试验,试验表明,控制系统最大响应时间1.85 s,平均响应时间1.45 s。在设定施肥量50、100、200、300 kg/hm^(2)下,模拟行进速度为4、5、6 km/h时,控制系统的排肥量准确率达97.16%,监测准确率98.56%。进行了田间试验,制作了哈尔滨市双城区东海村测土配方施肥的处方图,在车速为4、5、6 km/h时,尿素、磷酸二铵、硫酸钾的排肥量准确率分别达97.22%、98.60%和97.73%,满足精确施肥系统的施肥精度要求。

基于增量式PID控制的数控恒流源

数控恒流源在计量、半导体、传感器等领域得到广泛应用,针对目前市场上大部分恒流源产品精度和智能化水平偏低等问题,提出了一种增量式PID控制的数控恒流源设计方法。该系统通过单片机对恒流源模块的输出进行采样,采用增量式PID控制算法进行数值处理。并通过Matlab仿真与传统PID控制算法进行对比。实验结果表明其具有分辨率高、纹波小、高精度的特性。

基于MATLAB的PID算法在串级控制系统中的应用

串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量,因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用.对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了双容无自衡串级液位控制系统,并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中.结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制,控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性.

新型双温度反馈增量式PID控制器的设计

由于多数温控对象具有惯性大、滞后性强、非线性等特点,采用传统的PID控制方法很难达到高精度要求。本文在增量式PID控制器的基础上,设计出双温度反馈增量式PID控制器,并采用分段控制的方法,将其用于毛细管流变仪的实际控温系统,达到较高的控温精度,且方法简单易行,有较高的应用价值。

迟延惯性系统的一种自校正增量型PID控制

对于具有大迟延、大惯性特性的被控对象,常规PID控制往往难以取得满意的控制效果。在对常规PID控制算法及迟延和惯性系统的动态特性进行定性分析的基础上,提出了一种新的自校正增量型PID控制方法。首先采用带最小损失函数的递推最小二乘算法通过离线辨识获得被控对象初始的迟延和惯性特性,并据此整定PID控制器参数;控制过程中,通过在线辨识实时获取被控对象的动态特性,并利用历史控制信息,根据在线辨识结果获得一种具有自调整功能的校正基准量,从而形成一种自校正增量型PID控制器。最后,将其应用于电站锅炉过热汽温串级控制系统中。仿真试验表明,该方法能够有效地控制具有时变特性的大迟延、大惯性对象,表现出了良好的自适应能力。

基于人工智能技术的电力巡检机器人自动化控制系统

电力巡检机器人在实际工作中,存在进行目标定位时存在较大误差,灵活性较低,同时轨迹控制误差较大的问题。由此提出结合Elman神经网络进行视觉误差的校正,并通过增量PID进行运动控制的巡检机器人自动控制系统。系统在进行误差测量之后,通过Elman神经网络进行校正,以保证视觉误差最小。同时将数据信息传入中央控制模块,通过增量PID进行运动控制。经过实验验证,该系统能够保证电力巡检机器人实际运行轨迹与设定轨迹吻合度更高,同时具有准确稳定的避障能力。

改进增量式PID在电动车异步电机控制的应用

通过一种改进增量式PID控制算法解决纯电动车的三相异步电机在常规PID控制算法下,其启动、刹车或大幅度增减设定的速度值时存在输出饱和、噪声干扰、积分环节存在饱和效应,不能有效改善纯电动车电机系统的动态特性等问题,将其应用于纯电动车的三相异步电机的控制.通过建立纯电动车三相异步电机仿真模型,并与常规PID控制、自适应控制进行比较分析,仿真结果表明:改进的增量式PID控制可提高三相异步电机励磁绕组所产生的磁链旋转质量,使其速度加快,及时跟随电机对转速的调节需求,有效提高了电机的动态特性.

石油产品蒸馏仪分段式变增益增量式PID控制

石油产品蒸馏仪工作时,油量不断减少,沸点不断提高;实验测得,单一加热功率下流量时间关系呈π型曲线,单一PID参数设置难以达到蒸馏流量基本不变的要求;采用分段变增益增量式PID算法,即初馏点到58 mL液位时,KP、KI、KD分别取0.7、47、36.7,58 mL液位到停止液位过程中,KP、KI、KD分别取1.5、30、27,可适应蒸馏过程不同区域的特性,使初馏时间和蒸馏流量符合国家标准。

基于小波神经网络PID控制的主动夹具铣削颤振研究

为了抑制铣削过程中产生的颤振,提高铣削加工过程中零部件表面质量。设计了小波神经网络PID控制方法,并对控制效果进行仿真。采用时域数值法对动态铣削过程中离散时间进行求解,利用小波神经网络PID控制方法对铣削过程进行控制。通过仿真和实验对铣削金属表面粗糙度进行测量,并且与增量式PID控制系统进行比较和分析。结果显示,采用增量式PID控制方法,铣削力和铣削深度实际值与理论值存在较大误差;采用小波神经网络PID控制方法,铣削力和铣削深度实际值与理论值存在较小误差。采用小波神经网络PID控制方法,可以提高铣削参数控制精度,减少铣削过程中对颤振的影响,提高铣削零部件表面质量。

基于增量式PID控制的全静压测试系统设计

针对现阶段全静压测试设备结构复杂、成本高,自动化程度低、效率低的问题,提出一种基于增量式PID控制的全静压测试系统的设计方法;系统通过STM32单片机完成核心控制任务,实现对密闭容器及管路中压力的精确控制,并完成压力的自动测量和相关飞行参数的显示;实验证明该系统具有响应速度快,超调量小等优点,并且能达到全静压系统测试精度的要求;该全静压测试系统成本低廉,通用性强,使用方便,测试周期短,适合于多种机型,具有较好有应用前景。

增量式PID控制在电子节气门控制系统中应用研究

主要介绍电子节气门结构,电子节气门的控制理轮,比较了电子节气门控制系统采用传统的PID控制算法与增量式PID控制算法的控制精确性。用增量式PID控制系统进行电子节气门控制研究的结果表明,增量式PID控制电子节气门的超调量较小,具有性能稳定、稳态误差小、跟踪效果好、动静态性能好、抗干扰能力强和可靠性高等优点,该控制系统不失为一种理想的控制方案。

基于增量式PID控制算法的智能车设计

智能车的控制是一个既关键又复杂的问题,需要考虑到道路形状和智能车自身等各种因素的影响。阐述了采用增量式PID控制算法对智能车控制的方法。试验表明,增量式PID控制算法的采用使得智能车舵机的响应速度加快,方向控制更流畅,小车的稳定性和速度也得到了很大的提高。

增量型PID恒流恒压控制的Plasma-MIG复合电弧焊接

Plasma-MIG复合电弧焊接对电源的外特性输出及焊接过程控制有着很高的要求,以VC++软件开发工具为平台,推导了适合于Plasma-MIG复合电弧焊接的增量型PID控制算法,实现了对复合电弧焊接过程控制及电源外特性的要求.结果表明,增量型PID恒流恒压控制能够满足Plasma-MIG对电源外特性的输出要求.Plasma电弧和MIG电弧并不是相互独立的,两者以共享的电磁空间、导电气氛和焊丝为媒介建立起耦合关系.Plasma-MIG复合电弧焊接过程中,增量型PID控制下的Plasma电弧能够自发的调节自身电参数,来稳定电弧空间的电流密度,使得焊接过程中无飞溅.采用控制后,Plasma-MIG复合电弧焊焊接过程焊缝铺展好,焊接过程稳定,焊缝成形好.