双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制研究

投篮机器人路径图像噪声会影响机器人路径跟踪控制效果,导致投篮机器人偏离正常轨迹,为此提出双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制方法。分析投篮机器人架构,利用OpenMv视觉识别方法采集投篮机器人路径图像,结合小波阈值算法对采集到的图像实施去噪处理,从而获取清晰的投篮机器人路径图像。根据图像去噪处理结果,将曲线拟合法与特征点检测法相结合,实现投篮机器人路径识别。根据投篮机器人路径识别结果确定路径实际偏移量,结合推动器实现位置、移动速度建立的双闭环PID控制器,从而实现投篮机器人路径跟踪控制。实验结果表明,该方法的投篮机器人路径图像去噪熊效果好、跟踪控制效果好,充分验证了该方法的有效性。

基于西门子PLC的双闭环PID控制在橡胶制品挤出上的应用

现有轮胎生产技术中,轮胎产品中的主要半制品橡胶部件需要采用挤出工艺进行生产,半制品挤出过程是生产汽车轮胎必不可少的工艺环节,挤出制品的质量与精度直接影响到轮胎产品的最终质量与精度,也影响到轮胎生产的成本。解决稳定性差,挤出精确性差问题迫在眉睫。本文论述的控制系统采用一种串联双闭环PID算法进行速度的闭环控制,能够较好的解决现有轮胎半制品挤出生产技术中稳定性差和挤出精确性差的问题。

一种ITAE六旋翼无人机双闭环串联-前馈PID姿态控制算法

针对传统比例积分微分(PID)控制算法在多旋翼姿态控制时因闭环零点所导致的系统超调量增加、反应速度降低的问题,以六旋翼无人机为研究平台,提出一种时间加权绝对误差值积分(ITAE)指标双闭环串联-前馈PID姿态控制算法。结果表明,在该算法下系统的超调量σ可控制在2%以下,调节时间ts控制在0.5 s以内,可实现对六旋翼无人机高度、偏航角、仰俯角和滚转角的控制,可保证无人机系统的稳定性且使稳态误差接近于0。该算法有效解决了传统PID控制算法在进行姿态控制时存在的超调量大、调节时间长的问题,同时也解决了前馈滤波PID算法控制时出现的超调量降低、调节时间增加的问题,说明算法对六旋翼无人机具有较好的控制效果。

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。

双闭环Buck变换器系统模糊PID控制

针对传统线性PID控制对复杂控制对象难以建模及人工整定经验缺乏等问题,提出了一种双闭环Buck变换器系统的模糊PID控制策略。首先,设计了电压外环和电流内环结构以同时提高系统的抗扰性和跟随性;其次选择高斯函数和三角形函数相结合的隶属度函数以使控制器对小误差的灵敏度得以增强;接着,针对PID参数分别设计了3个子推理器并通过基于专家经验的规则库制定出Buck变换器的模糊规则,可以使控制器不依赖于Buck变换器系统精确的数学模型,从而克服传统PID控制导致的输出电压高超调、振荡等缺点;最后,设计了一套新型双闭环Buck变换器硬件系统,利用STM32单片机将模糊PID算法首次用于控制变化速度快、时滞小的被控量。实验结果表明:模糊PID控制策略不仅能够提高输出电压跟踪精度,还能有效抑制负载扰动及参数摄动,在阶跃启动下,系统输出电压超调量低于10%,调节时间低于3ms;与传统PID单环系统相比,其输出电压纹波、扰动下的最大动态压降和恢复时间均减小了一个数量级以上。

静止同步串联补偿器的恒阻抗模型及其双闭环控制策略

考虑到静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)输出电压相位与线路电流相位的垂直关系、逆变器的损耗以及直流侧电容电压的波动过程,在两相同步旋转d-q坐标系下建立SSSC的恒阻抗模型。在分析此模型的基础上提出SSSC的双闭环控制策略,即电容电压控制和线路阻抗控制。在电容电压控制环中,选取SSSC为控制对象,电容电压为控制目标;在阻抗控制环中,选取含SSSC的输电线路为控制对象,线路阻抗为控制目标。在Matlab/Simulink动态仿真环境中搭建SSSC的恒阻抗模型及控制系统的仿真模型,并对线路阻抗的调节过程和电容电压的变化过程进行仿真,仿真结果证明了所建立模型和所提出控制策略的有效性和实用性。

模糊自适应PID控制的双闭环风压调节系统

针对工业通风系统存在大惯性、时滞、非线性的特点,以及常规PID控制、模糊控制中存在参数不易整定、自适应能力有限的问题,提出了一种转速、压力双闭环调节输出参数的控制策略。该控制系统将串级控制与通风系统相应环节的数学模型相结合,由PID控制器调节内环转速参数,模糊自适应PID控制器调节外环风压参数,保持输出风压的恒定。仿真结果表明,该控制方法具有响应速度快、超调量小、抗干扰能力强的优点,能够显著地提高通风系统的风压精度,节能效果良好。

基于神经网络补偿控制的PID双闭环球杆位置控制

针对球杆系统的位置控制难题,利用ADAMS软件建立球杆系统的三维虚拟样机模型,由此确定球杆系统的动力学模型,提出一种基于神经网络补偿控制的PID双闭环球杆位置控制方案,基于ADAMS/Controls与Matlab/Simulink进行了球杆位置控制的联合仿真。仿真结果表明:位置定值控制与方波信号跟踪控制时,PID双闭环-神经网络补偿控制较PID双闭环控制的稳态精度分别由0.06 m、0.08 m提高到0.002 m、0.003 m,正弦信号跟踪时,跟踪误差由0.15 m减小到0.05 m,PID双闭环-神经网络补偿控制具有更好的动态性能和较高的稳态控制精度。

一种新型基于双闭环PID控制的SVC控制系统研究

基于瞬时无功功率理论和双闭环PID控制构架,设计了一种新型的FC-TCR型SVC控制系统。为实时补偿电网中瞬时无功功率的变化,采用dq同步旋转坐标变换方法,精确检测系统功率,有效克服电网电压波形畸变给p、q运算方法带来的误差;采用双闭环PID控制结构,内环为电压调节,外环为功率因数校正,使SVC装置能同时达到功率因数校正和改善电压的目的。仿真研究结果表明,此新型SVC控制系统对稳定和抑制电压波动,提高功率因数,具有响应快、精度高的特点。

含转矩闭环的异步电机微分先行PID双模糊自整定矢量控制系统

矢量控制技术由于具有动态响应特性好,控制方式灵活和精度高的特点在电机调速系统中获得了广泛应用。而普通矢量控制存在输出转矩脉动较大,对参数变化敏感,鲁棒性不理想等特点。提出采用含转矩内环的矢量控制系统来改善输出转矩性能,并采用微分先行的PID双模糊自整定控制器代替系统转速和磁链的PI控制器来改善控制性能的伺服系统。最后通过Matlab/Simulink搭建模型进行仿真,结果表明,输出电流和转矩的脉动都有效减小,对于速度变化的响应更快,从而实现了控制性能的优化。

基于PID神经元网络的双闭环比值控制系统

提出一种基于PID神经元网络的双闭环比值控制系统,给出了系统的结构和计算公式,列举了一个算例的MATLAB仿真结果.由多个算例的仿真结果推知:这种控制系统不需要用人工整定控制器的参数,不需要辨识被控对象,误差的收敛速度快,结构简单,便于实现.它有希望改进现有的过程控制的比值控制系统.

电动助力转向系统双闭环模糊PID控制系统分析

电动助力转向系统(EPS)是机电结合的控制系统,电流PID控制是以目标电流和反馈电流为差值的闭环控制系统,模糊控制是以机械转向轴取差值的机电闭环控制系统,本文以力矩反馈环为外环,电流反馈环为内环,设计了一个双闭环控制系统。将模糊PD控制的输出作为助力目标值,然后进行电流PID控制,快速跟踪目标力矩。经仿真模拟,双闭环模糊PID控制使电动助力转向系统具有更好的跟踪性和稳定性。

双轮自平衡车的双闭环式PID控制系统设计与实现

双轮自平衡车是一种集环境感知、规划决策、自主驾驶等功能为一体的综合性系统。提出了一种双闭环式PID控制系统实现双轮自平衡车的控制。针对传统的PID控制算法的缺陷,该系统引入了双闭环式PID改进平衡车的控制算法。同时对平衡车的硬件系统与软件控制系统进行了设计、实现与分析。实验表明:所提出的控制系统是有效可行的,提高了平衡车的稳定性和动态响应性。

转速的双闭环PID控制

论述了转速双闭环控制的基本原理及方法.

基于神经模糊PID控制的双闭环恒压供水系统研究

针对地区城市水厂供水管网普遍存在铺设复杂、传输距离远、控制对象具有大滞后、强耦合、非线性、参数时变等特点,综合考虑目前供水系统注重管网压力而轻视水库水位等问题,提出了采用基于智能神经网络的可调整修正因子模糊PID控制算法进行双闭环控制,使得供水系统不仅能按照模糊控制规则对不同供水工程进行调节,而且能够实时调节PID参数,使系统输出稳定.MATLAB仿真表明该控制算法对于系统的输出控制良好,系统响应曲线几乎没有超调,系统的建立时间比较短,抗干扰能力强,是一种鲁棒性很强的控制器,从而有利于提高变频调速恒压供水系统的稳定性和可靠性.

亳菊恒温烘干系统双闭环PID控制设计

在对亳菊进行干燥时,为了保证其有效成分含量最高,同时降低物料烘干的能耗,设计了一种采用双闭环PID控制的恒温控制系统,由供热系统、储热系统、烘干系统和监控系统4部分组成。内环PID目标值和测定值分别进变频器2和4号端子,运算后操作量作用于空气能热泵,实现水箱水温调节;外环PID室内温度设定值和测量值分别进FX3U-3A特殊适配器模拟量通道,PLC运算后输出量控制SSR的通断,驱动烘干室风机运行,实现恒温烘干需求。

丘陵山地拖拉机车身调平双闭环模糊PID控制方法

为提高丘陵山地拖拉机自动调平控制系统性能,基于已开发的丘陵山地拖拉机姿态调整机构,提出了利用双闭环模糊PID算法调整车轮摆动角度的自动调平控制方法。首先,建立被控对象状态空间模型,并基于该模型设计了双闭环模糊PID控制算法。然后,对自动调平控制系统进行仿真分析,结果表明,在使用相同PID参数条件下,双闭环模糊PID控制比双闭环PID控制性能更优,可有效减少超调量和调平时间。最后,开展了静态和动态试验验证,结果表明,采用所提出的自动调平双闭环模糊PID控制方法,在15°坡地上调平时间为12.5 s,调平误差小于0.5°,且无超调现象,左右两后轮摆角绝对值差在±1°以内;同时,以1.98 km/h的速度行驶在高低起伏的恶劣工作环境下,车身倾斜角可控制在±3°范围内,左右摆动机构摆动角度绝对值差在±5°范围内,相比于双闭环PID控制效果更优。

基于四轴飞行器的双闭环PID控制

针对传统单闭环PID控制四轴飞行器存在的问题,设计并实现了一种双闭环PID控制算法。在姿态PID控制中,角度作为外环,角速度作为内环,运用姿态解算计算出欧拉角,作为姿态PID反馈量,进行姿态双闭环PID控制;在高度PID控制中,高度作为外环,z轴加速度作为内环,运用气压传感器采集的大气压值计算出高度,作为高度PID反馈量,进行高度双闭环PID控制。由于油门存在非线性问题,因此运用Matlab对油门转速曲线进行补偿,使输出的油门值近似线性化。飞行实验结果表明,四轴飞行器运用双闭环PID控制不仅反应快、超调量小,而且能够在室外稳定地飞行。

神经模糊PID混合控制在双闭环恒压供水系统中的应用

本文介绍了将神经网络与模糊控制引入PID控制,利用被控量偏差及偏差的变化率作为输入量,利用模糊控制规则在线调整PID参数,并且加入系统预测环节,使得整个供水系统始终工作在高效节能的最佳状态。

一种球形轮机器人双闭环非线性PID控制方法

以球轮自平衡移动机器人为研究对象,利用Adams建立机器人的虚拟样机模型,针对机器人的姿态平衡控制以及轨迹跟踪控制,提出了一种双闭环非线性PID控制策略;在MATLAB/Simulink中建立了机器人的控制系统,利用Adams和MATLAB实现对机器人的联合仿真。仿真结果表明,所提出的控制策略相比传统线性PID控制策略,可以有效地减少零点振荡,且具有较强的稳定性,可以使球轮自平衡机器人在平面进行直线位移运动。