永磁直线伺服系统专家自适应PID控制的研究

研究专家自适应比例积分微分(PID)控制器在直线电动机伺服系统中的应用,并利用MATLAB/Simulink平台进行数字仿真。结果表明,与常规PID控制相比,提出的控制器提高了直线电动机伺服系统的静态和动态性能,使电动机在负载发生改变时的转速超调量减小,且转速更快地趋于稳定,是一种控制思想简洁、硬件实现方便的闭环控制调节方案。

PID控制在火箭炮伺服系统中的仿真实现——改进的专家自适应PID控制

针对传统PID(Proportional-Integral-Derivative)控制无法兼顾部分系统的静态性能和动态性能,结合专家PID控制原理,提出了一种改进的专家自适应PID控制器的设计方案,对某火箭炮伺服系统进行仿真跟踪。给出了伺服系统的分析设计过程,利用MATLAB/Simulink完成了改进的专家自适应PID控制器在某伺服系统中的仿真应用,得到了良好的跟踪特性图,说明了该方法的有效性。

无刷双馈电机专家自适应PID控制系统仿真

研究了专家自适应PID控制器在无刷双馈电机调速系统中的应用 ,并利用MATLAB/Simulink工具建立了控制系统的仿真模型 ,在起动和稳态情况下进行仿真实验 .结果表明 ,与开环状态相比 ,该控制器大大提高了无刷双馈电机调速系统的静态和动态性能 ,使得电机在转速或者负载发生改变时的超调量减小 ,且转速更快重新趋于稳定 ,是一种控制思想简单、硬件实现方便的闭环控制调节方案 .

专家自适应PID控制在布输送张力调节中的应用

对纺织工业中布输送张力调节结构的调节原理进行了分析。对张力调节结果工作状态分段线性化,对每个线性化区间由ZieglerNichols规则预先整定相应一组PID控制器参数,通过专家在线判断张力调节机构的工作区间,采用相应PID控制器参数,实现布输送张力的自适应调节。在实际生产过程中,现场控制效果表明这种控制方法有效、可行。

专家自适应PID控制系统仿真

针对固定参数的控制器不能满足特性经常变化的控制系统要求的问题，给出了一种专家自适应ＰＩＤ（比例积分微分）控制器的设计及其仿真程序。该设计使用了临界比例度法、响应曲线法、模型识别法及积分分离控制算法，给出了模型识别法的公式及具体的整定规则。实验结果表明，当系统特性发生变化时，该控制器的控制效果明显优于固定参数控制器控制效果。

基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制研究

为提高粉碎机的控制性能,提出一种基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制算法。方法以粉碎机STM86步进电机控制为研究对象,构建粉碎机驱动电机数学模型,并结合PID控制和模糊控制设计基于模糊PID控制算法,以实现粉碎机的自适应控制。结果表明,模糊PID控制算法对粉碎机速度和位置控制的超调量分别为4.20%和0.13%,调节时间分别为0.21 s和0.02 s、平均跟随误差分别为0.02 mm和0.01 r/min;相较于PID控制、模糊滑模控制、模糊自抗干扰控制算法,模糊PID控制算法具有更低的超调量,更短的调节时间和更小的平均跟随误差。由此得出,模糊PID控制方法可实现更优异的粉碎机自适应控制,且具有一定的实际应用价值。

基于模糊自适应PID控制器的夹具自适应控制研究

为提高夹具自适应控制的稳定性和响应速度,以电磁无心夹具为研究对象,提出一种基于模糊自适应比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)控制器的控制方法。首先构建夹具数学模型,然后结合模糊控制和PID控制的优势,构建模糊自适应PID控制器对夹具进行自适应控制,最后通过在MATLAB软件上进行仿真。结果表明,该方法实现了阶跃信号、突加负载、正弦信号输入等不同条件下的夹具控制,且具有优异的控制性能。整个控制过程中,该方法超调量为2.11%,响应时间0.08 s。相较于PID控制器、模糊控制器、自抗扰控制器、模糊滑模控制器,该方法提高了夹具自适应控制的精度和响应速度,且可用于实际夹具自适应控制中,具有一定的实际应用价值。

连铸结晶器自适应PID同步控制策略研究

在工业生产中,由于长期的使用,出现结晶器两侧的系统参数不一致以及其它不确定的因素,导致结晶器两个子系统之间出现同步输出误差,影响铸坯质量。为减少结晶器两个子系统同步输出误差,提高铸坯质量的同时降低人力成本。本文针对PID控制的液压伺服驱动的连铸结晶器提出了连铸结晶器自适应PID同步控制策略。对液压伺服系统驱动的连铸结晶器数学模型进行推导,通过仿真系统对连铸结晶器进行模型搭建,来模拟出实际工业生产中的结晶器,并采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)调用构建的模型并对其进行PID参数寻优。通过仿真验证由智能算法优化得到的PID参数具有较小的同步误差,达到了自适应同步控制的效果,满足工业生产的指标。

基于多传感器融合的模糊PID采煤机截割路径自适应控制方法

截割路径自适应控制是提高采煤机生产效率和质量的重要手段,但现行方法控制精度较低,在实际中,截割路径RMSE、MAE均比较高。针对现行方法存在的不足和缺陷,提出基于多传感器融合的模糊PID采煤机截割路径自适应控制方法。采用多传感器融合技术感知采煤机截割运动学模型中位置及状态信息,并对多传感器数据融合处理,根据采煤机截割运动学规律得到采煤机截割路径,模糊化截割路径偏差,利用PID控制器调控比例、积分、微分3个参数,修正采煤机截割路径偏差,实现基于多传感器融合的模糊PID采煤机截割路径自适应控制。实验证明,设计方法应用下的采煤机截割路径RMSE和MAE得到了明显降低,为采煤机截割路径自适应控制提供了一定参考。

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。

基于改进自适应遗传算法的小径短绳自动打捆机步进电机PID控制

为提高小径短绳自动打捆机步进电机的控制精度,在分析经典遗传算法和经典自适应遗传算法的基础上,引入进化代数和个体适应值排名来指导自适应交叉率和自适应变异率,设计了一个基于改进自适应遗传算法的PID控制器,以削弱进化过程中优良参数的退化现象。MATLAB仿真结果表明,改进的自适应遗传PID提高了收敛精度,并具有更快的收敛速度。针对步进电机的实际测试结果表明,与经典遗传算法相比,改进的自适应遗传PID调整时间更短、超调量更低。

基于预测自适应PID控制的家禽养殖基地温度控制系统设计

家禽养殖时,影响家禽生存状态的因素很多,其中最直接的因素是温度。由于温度控制的滞后性比较大,温度控制的要求不同,控制参数和设定要求存在差异。针对不同环境下的控制要求,结合普通PID的控制调节方式,提出一种能普遍适应的控制方法。其核心是基于常规PID的控制基础建立预测自适应控制模型,实现对控制系统中温度的预测自适应PID调节。该方法将模型预测所得的未来一段时间内系统输出值与期望值的均方误差作为性能指标,以间接的方式动态调节PID参数,控制精度较高,充分发挥了PID方法的鲁棒性。所提方法实现了温度的精准控制,能够改善家禽的生活环境,实现高效的无人化管理环境,对于实际的家禽饲养提供参考。

可靠性驱动下的机械元动作单元变论域自适应模糊PID振动控制系统研究

机械元动作装配单元可靠性是整机功能可靠性的重要构成,元动作单元工作过程中振动异常是导致其故障频发的重要因素。因此,采取有效的振动控制策略对降低元动作单元运行故障、提高单元可靠性和整机性能具有良好的工程意义。结合主动控制思想采用简易、精准的作动装置建立了一种智能的振动控制系统。为了提升控制系统中智能位移作动器的进给精度,设计了变论域自适应模糊PID控制器,并通过仿真分析了控制系统的可行性。仿真结果表明,变论域自适应模糊PID控制器下的系统响应具有极低的超调量、较少调整时间和趋于零的稳态误差。此项研究为提高机械产品使用可靠性提供了一种新的振动控制技术手段。

模糊自适应PID对保险粉合成pH值的控制研究

保险粉合成过程pH值控制存在非线性、时滞性、不确定性问题,采用常规PID控制结合人工控制的方式无法实现参数自调整,对pH值的控制很难达到预期效果,为此,提出了模糊自适应PID控制方法。介绍了保险粉合成原理及反应方程式,分析酸碱中和pH值控制并确定系统的传递函数,设计了模糊自适应PID控制器,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,并进行了实验验证,结果表明:模糊自适应PID控制与常规PID控制相比,具有超调量小、调节时间短、抗干扰能力强等优点,实现了对pH值的有效控制。

四旋翼无人机预设性能自适应PID控制

针对四旋翼飞行器在轨迹跟踪过程中存在建模误差和外界干扰问题,设计了一种双闭环控制系统。内环姿态环采用自适应PID算法,用滑模算法作为自适应机制,结合梯度下降法克服传统PID需要手动调节参数的问题,并用RBF神经网络消除滑模控制过程中产生的抖振现象;外环位置环采用预设性能自适应PID算法,即在自适应PID算法的基础上加上预设性能控制,将误差用预设性能函数进行转换,使系统误差能够始终稳定在预设值,实现位置的快速跟踪;最后用Lyapunov函数证明系统的稳定性。从跟踪的快速性、稳定性和稳态性能方面,由仿真结果对比证明本文所设计的控制算法有很大的优越性,并能对不同形式的外部扰动表现出强抗干扰性。

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。

太阳能—地源热泵式空调自适应模糊PID复合控制方法

为了优化太阳能-地源热泵空调系统的能耗和效率,减少环境因素对稳定运行的影响,提出自适应模糊PID复合控制方法。通过监控管理层上位机采集现场数据信号,并下发开关量信号至PLC控制器,再通过PLC控制器对太阳能集热器、循环水泵和温度进行控制。同时,将模糊PID控制器作为子程序控制循环水泵的频率,温度误差和误差变化率作为复合控制器的输入,通过模糊化处理输入信号,调节PID控制的相关参数,输出控制变频器频率的信号,以调节水泵电机的运转速度,精准控制室内温度。实验结果表明,该方法能提高太阳能的利用率,具有较好的抗干扰性能和较高的制冷、供暖性能系数,可实现高效的节能效果。

基于自适应模糊PID的风力发电机叶片角度控制

本文研究了风力发电机倾斜角度控制问题,探讨了自适应模糊PID调节器在该控制系统中的应用。通过仿真试验和分析,验证了自适应模糊PID调节器在不确定模型条件下的稳定性和控制效果。结果表明,与传统PID控制器相比,自适应模糊PID调节器能够更好地响应风力发电机的倾斜角度控制,能够快速、平滑地调节角度并保持稳定。本文可为提高风能利用效率和减少环境污染提供参考,未来可验证其他控制方法以获得更好性能。

基于模糊自适应PID的机器人视觉伺服控制算法研究

机器人的动态跟踪精度是机器人实现精准实时操作的一个关键性难题。设计了一种基于模糊自适应PID的机器人视觉伺服动态跟随算法。针对机器人三维空间的动态跟踪任务,首先搭建了以NDI光学定位跟踪系统作为视觉系统,以思灵Diana高精度力控协作臂作为载体的实验系统,确定了视觉伺服的基本方法,然后通过两步法标定获得了手眼矩阵,设计了视觉伺服控制器,之后利用双机械臂模拟主动运动和跟随运动,对所设计算法进行了实物验证。实验结果表明机械臂能够精确地跟随目标的匀速移动。

基于自适应分区域麻雀算法的氢燃料电池供气系统的PID控制器设计

在外界干扰的情况下,传统的PID控制已经无法满足氢燃料电池空气供应系统的实时调节。因此,本文提出了一个自适应分区域麻雀搜索算法(APSSA)的PID控制器。首先,针对麻雀搜索算法存在易陷入局部最优、收敛速度过快导致算法精度不高等问题,提出了一种自适应分区域麻雀搜索算法。其次,设计了一种基于APSSA的PID控制器,用于整定PID参数:定义积分时间加权绝对误差(ITAE)为目标函数,按照APSSA的核心迭代步骤对Kp、Ki、Kd三个参数迭代优化,确定最佳的参数组合。最后通过一个仿真实验,将其与PSO-PID进行比较,结果表明,APSSA-PID相较PSO-PID,稳定性更强,花费的时间成本更低。