基于专家系统模糊PID控制的液压挖掘机节能控制研究

为了能够提高液压挖掘机的节能水平,深入地研究了专家系统模糊PID控制在其中的应用。首先,分析了液压挖掘机节能的基本原理;然后,分析了专家系统模糊PID控制器的基本原理,并且设计了相应的控制系统;最后,进行仿真分析和实验测试,分析结果表明该方法具有较好的控制精度。

基于专家系统模糊PID控制器的研究

针对常规PID控制对温控系统中遇到的非线性、大滞后及参数时变的复杂对象时控制性的不足,提出了一种改进型模糊PID控制策略。先根据专家系统控制思想直接对模糊控制规则表进行设定,再利用改进后的模糊PID控制策略对PID控制器参数进行实时修正。改进后的模糊PID控制策略既有模糊控制的抗干扰性强的优点,又有专家系统控制精度高的优点。仿真及实际应用结果表明,这种改进型模糊PID控制器,较一般的模糊PID控制器具有更好的动态特性,尤其具有很好的稳态特性。

基于粒子群优化模糊PID控制的水厂加氯系统

水厂加氯过程具有非线性、大时滞等特点,采用传统的PID控制方式难以实现消毒剂精准投加。因此,以某采用次氯酸钠消毒系统的水厂为例,首先通过分析该水厂加氯系统工作原理,结合工程经验和运行数据确定了加氯过程的近似数学模型。然后综合使用粒子群优化算法、模糊控制算法和PID控制算法,设计了一种粒子群优化模糊PID控制器,并利用MATLAB软件搭建了粒子群优化模糊PID控制系统和传统PID控制系统的模型进行仿真验证,结果表明:相较于传统PID控制系统,粒子群优化模糊PID控制系统的超调量减少了89.36%,调节时间减少了46.63%,其抗干扰能力也更强,系统整体控制效果有了较大提升。最后使用基于粒子群优化的模糊PID控制法对水厂加氯控制系统进行改造,试运行后发现,新系统控制效果良好,出厂水游离氯值能够稳定在设定值附近。

直线倒立摆变论域模糊PID控制系统研究

针对传统的直线倒立摆PID控制器参数整定方法主观性强,系统响应性能不佳等问题,提出了一种基于变论域模糊PID参数整定方法用于直线倒立摆系统的控制。首先采用机理建模法建立了直线倒立摆数学模型,其次利用MATLAB/Simulink搭建了直线倒立摆双闭环控制模型,设计了变论域模糊PID控制器与PID控制器对比分析,最终在某公司的直线倒立摆上实现了基于变论域模糊PID控制的直线倒立摆稳摆控制。通过仿真与实验结果分析,相较于PID控制器,采用变论域模糊PID控制器对直线倒立摆系统控制具有较好的稳定性与更强的抗干扰性。

气吸式电动红豆播种控制系统设计与试验——基于模糊PID

为解决高密度作物播种时不均匀等问题,设计了一种基于模糊PID的气吸式电动红豆播种控制系统。对排种电机进行了数学模型建立,利用MatLab 2020b/Simulink进行系统仿真,通过对比模糊PID系统和PID系统的控制性能验证设计的优越性。仿真试验表明:模糊PID相较于PID超调量降低了18.82%,调节时间缩短了0.5357s,稳态误差也减少了0.0192,各项指标得到了提升。台架试验结果表明:模糊PID播种控制系统比PID播种控制系统合格指数总体提高了2.21个百分点,重播指数总体下降1.1个百分点,漏播指数总体下降1.3个百分点,变异系数总体下降6.55个百分点。模糊PID播种控制系统各项性能指标都优于PID播种控制系统,播种精度指标均满足国家标准。

基于模糊PID的丘陵山地灌溉控制系统设计

针对传统丘陵山地农业灌溉通常采用人工控制电磁阀进行灌溉所出现的水资源浪费、人工成本高等问题,设计了一套基于模糊控制和PID控制的丘陵山地农作物自动灌溉控制系统,将PID控制的稳定性和模糊控制的适应性相结合来控制灌溉时长。通过Simulink搭建的丘陵山地灌溉系统,分别用常规PID和模糊PID来控制该系统进行仿真实验。结果表明:模糊PID控制下的系统相比于常规PID控制,超调量和调节时间都明显降低,具有更高的稳定性、适应性和调节性能,可以用于丘陵山地农业自动灌溉系统中。

基于Smith-模糊PID的茶叶揉捻压力控制系统设计

【目的】解决传统茶叶揉捻机自动化水平低、揉捻压力全凭手感、茶叶成条率不稳定、茶叶破碎率和叶组织细胞破损率高等问题,减轻工人劳动强度,提高茶叶品质的稳定性。【方法】课题组通过对茶叶揉捻机的揉捻压力进行分析,提出了基于STM32单片机,应用Smith-模糊PID控制算法和PWM压力闭环控制的方法,实现茶叶揉捻机在揉捻、加压过程中揉捻压力恒定并可调,使揉捻压力和时间达到茶叶制作的标准。【结果】采用MATLAB分别进行PID、Smith-PID和Smith-模糊PID算法的仿真实验,比较分析3种控制算法下的实验结果可知,Smith-模糊PID控制下的系统超调量和稳态误差最小,并且响应速度最快,调节时间最短,具有更好的抗干扰性能。【结论】通过样机的实际应用与压力数据的测试,茶叶揉捻机压力控制系统超调量最大值为7%、压力误差最大值不超过20 N,基本上满足茶叶生产要求,可大大提高生产效率。

模糊PID控制在移栽机械手控制系统的应用研究

针对移栽机械手因外界因素干扰而容易出现输出精度低的问题,提出了一种基于模糊PID控制策略的移栽机械手控制方法。首先,在移栽机械手控制系统模型的基础上,结合模糊控制理论与PID控制理论的分析方法,提出了一种新型的移栽机械手控制方法。通过MATLAB/Simulink软件对仿真分析了移栽机械手的控制过程,比较了常规PID控制和模糊PID控制对移栽机械手控制系统的控制效果。结果表明,通过调节PID参数,所提控制方法相对于传统PID控制,其输出的阶跃响应稳定信号时间提高了56%,该模糊PID控制克服了机械手控制系统的非线性和控制精度低的缺点,提高了控制系统的稳定性能。

模糊PID控制在生物质锅炉燃烧控制系统的设计及仿真

生物质锅炉是一种能够充分、高效利用可再生资源的锅炉,由于生物质锅炉的燃烧机理复杂,构建模型和进行控制变得非常困难,使用传统的PID算法并不理想。为了解决这个问题,本文提出了一种模糊PID控制方案,并选用MATLAB软件进行了仿真。通过仿真曲线结果,验证模糊PID控制在生物质锅炉燃烧系统中具有良好的控制效果。

改进麻雀算法在模糊PID温度控制系统的应用

为满足标准金属量器检定的温度控制要求,本文提出了改进的麻雀搜索算法。利用改进的Sine混沌映射初始化种群和萤火虫干扰策略,避免麻雀搜索算法过早陷入局部最优的状况,提高了算法的收敛速度;建立基于模糊PID控制器的温度控制系统的数学模型,并使用改进后的算法优化模糊PID控制器参数。结果表明:利用该算法优化模糊PID控制器,各方面性能都优于其他算法。

基于模糊神经网络PID变压器恒温箱控制系统研究

针对变压器油色谱恒温箱对温度精细化的要求以及分析现有成熟的温度控制方法,提出了模糊神经网络PID控制进行优化,实现了对温度的可靠控制。系统将温度的误差e和误差率e(c)通过模糊化输入,依据隶属函数和模糊规则推理得到PID调控因子,再利用BP神经网络以梯度下降法对隶属中心值和基宽和权值进行学习训练。通过使用Matlab软件对传统PID、模糊PID和模糊神经网络PID三种模式进行仿真,得到模糊神经网络PID控制模式具有响应速度快、控制精准高、抗干扰性好、收敛速度和系统的鲁棒性优秀等优势。能够有效地改善恒温箱系统温度控制的性能。

基于模糊PID算法的食用菌大棚温度控制系统研究

食用菌大棚温度控制系统是一个具有时滞性的复杂系统,传统的开关量或常规PID控制很难满足设计要求。该研究设计一种基于STM32F103CRT6单片机为控制核心,加入模糊自适应PID控制算法,利用DHT11温湿度传感器进行温度实时采集,单片机运算处理,光耦固态继电器驱动电路对热风机进行控制,从而达到温度调节的目的。并在MATLAB/simulink环境下建立常规PID控制和模糊自适应PID控制的仿真模型,通过仿真结果,对比验证了该方法比常规PID控制方法具有低超调量和调节时间短等较好的控制效果。

基于Smith预估模糊PID的浮选液位控制系统设计

浮选机内液位高低影响着浮选效果和生产稳定性,针对煤泥浮选中浮选机液位对浮选结果产生的影响,结合浮选液位控制系统的特点及其性能要求,采用了一种将Smith预估控制、模糊控制、PID控制结合的液位控制系统,并利用MATLAB中Simulink模块设计浮选液位仿真模型,进行仿真分析,同时改变液位以测试系统的稳定性。通过对传统PID、模糊PID及Smith预估模糊PID控制算法进行比较可知,液位控制系统采用Smith预估模糊PID算法,其控制效果由于传统PID和模糊PID控制,调节时间更短,稳定性更强,提高了浮选机液位的稳定性,能更好地满足浮选过程对液位的要求。

基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究

双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。

基于Smith预估器的模糊PID调车自动驾驶系统速度控制研究

针对铁路站场调车作业的复杂性,研发基于调车的自动驾驶系统可降低劳动强度并提高车站作业效率,而速度控制策略是系统的重点和难点。根据调车牵引控制系统和制动控制系统特性,建立传递函数模型,并对模型参数的不稳定因素进行分析;利用Smith预估方法处理时滞系统的优势,结合模糊PID算法,设计基于Smith预估器的模糊PID控制器(简称新型控制器);通过模拟模型参数不稳定,分别使用阶跃响应曲线和司机实操速度曲线进行仿真,对比传统的PID控制器、模糊PID控制器与新型控制器的控制效果。结果表明:新型控制器适应能力更强,速度跟踪效果和停车精度都更高。

模糊PID算法的水下机器人控制系统优化

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID控制。水下机器人工作时,各类传感器把现场的环境参数转化为电信号,经预设的模糊库进行模糊化处理后发送给STM32控制器;STM32控制器按预设的程序对模糊化信号进行处理,处理完去模糊化后的电信号后发送给执行元件,从而实现水下机器人的模糊PID控制。MATLAB/Simulink仿真和水下测试结果显示:与经典PID算法比较,经模糊PID算法优化后的水下机器人反应更灵敏、系统更稳定、抗干扰能力更强,达到了预期的效果。

模糊PID控制算法在空调用制冷机组控制系统中的应用

空调用制冷机组通常采用PID进行控制,在实际应用中发现,水冷制冷机组的超调量较大,导致能耗偏高。为了提高温度调节控制的精度,在研究过程中建立了模糊PID控制算法,其设计重点包括温度传递函数、模糊化接口、模糊规则以及清晰化接口。利用MATLAB建立算法的仿真模型,将传统PID控制模式和模糊PID控制模式作为对照,观察制冷系统的超调量。结果显示,后者的最低超调量为6.95%,传统PID控制模式的29.60%。由此证明,模糊PID控制算法的调节精度更高。

中频加热电源模糊自适应PID控制系统的设计与实现

针对中频感应加热电源控制系统存在着严重的非线性、参数时变性以及滞后性和惯性缺陷,同时考虑采用常规PID控制很难取得较好的控制效果,设计了一种模糊自适应PID控制系统。该系统结合模糊控制和常规PID控制两种算法的优势,利用模糊控制在线性整定和修改PID的控制参数,较好地解决了系统的存在问题,获得了良好的动态性能和静态性能。在分析模糊自适应PID控制算法的基础上,详细介绍了模糊化处理、模糊控制规则建立表以及模糊判决和决策表等,分别给出了模糊自适应PID控制参数在线整定程序流程,上位机程序的设计方法,系统硬件组成和工作原理,以及主要部件特性等。通过对系统MATLAB仿真分析,其结果表明:该系统与常规PID控制相比较,具有控制精度高、响应速度快、稳定性好的特点,明显改善了中频感应加热电源的控制效果,具有一定的推广价值。

基于自适应模糊PID的加热炉控制系统设计

针对传统PID控制方法无法满足加热炉控制精度要求的问题,设计了基于自适应模糊PID的加热炉控制系统。在介绍软硬件的基础上,在模糊PID控制器中引入了自抗扰(ADRC)控制,避免系统出现超调现象,并采用模糊控制系统调节ADRC的关键参数,形成自适应模糊PID控制技术,实现对加热炉的精准控制。结果表明,当积分步长h与速度因子R分别设定为0.005、5时,系统控制性能达到最佳,同时,与其他算法的控制性能相比,自适应模糊PID控制算法可快速达到稳定状态且不存在超调现象,具有显著的应用优势。

基于模糊PID控制的大棚温控系统设计

随着我国农业的发展,人们对反季节作物的需求越来越高,大棚产业逐渐发展成熟.文章建立了基于模糊PID控制的大棚温控系统,分析了大棚中温度在调控器作用下的变化情况,给出了其数学模型,描述了模糊PID控制的原理,设计了基于模糊PID控制的大棚温控系统,并在Simulink中搭建了仿真模型.仿真结果显示,基于模糊PID控制的大棚温控系统可快速、有效地调控大棚中的温度.与传统PID控制相比,该系统控制效果更好,可大幅缩短控制时间.