灰狼算法优化分数阶模糊控制器参数

PID模糊控制在工业控制中是最广泛的一种控制方法,在一些复杂的实际系统中,应用分数阶PID模糊控制器在整定系统参数性能上优于整数模糊控制器。分数阶模糊控制器具有较多的控制参数,这些控制参数直接影响了模糊控制器的性能。用传统的算法校准分数阶模糊控制器并不能得到最佳的参数值,而且标定参数的过程较为复杂。因此提出用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)优化分数阶模糊控制器的参数。将基于灰狼优化算法的分数阶模糊控制器优化方法与其他五种典型的基于群智能的优化方法进行了比较。实验结果表明,该方法的控制效果更好。

永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪模糊分数阶控制

在“双碳”背景下,风电作为零碳电力和新能源发电的主力军,在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用,提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同一步风力发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型,用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型,分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PI"控制器、模糊分数阶PP控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明,无论在阶跃风速还是随机风速下,模糊分数阶PU控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

基于粒子群优化算法的模糊神经分数阶PID电子节气门控制器设计

针对汽车电子节气门的精确跟踪控制问题,建立了面向控制器设计的非线性模型,分析了摩擦非线性以及LH非线性对电子节气门位置的影响。采用模糊神经分数阶PID控制方法设计了电子节气门非线性控制器,并利用粒子群优化算法对控制器参数进行优化。最后将扰动考虑在内进行了仿真实验,仿真实验表明基于模糊神经分数阶PID的控制方法能够很好地实现电子节气门控制。

基于模糊规则的自适应分数阶PI~λ控制器的研究

为提高分数阶PI控制器的鲁棒性,实现更好的控制效果,本文提出一种基于模糊规则的自适应阶数分数阶PI~λ控制器,并对模糊规则和分数阶PI~λ控制器的设计过程进行了详细的阐述。最后,仿真研究了基于模糊规则的自适应分数阶控制器的三相PWM整流器电压外环响应特性。与传统的整数阶PI控制器、分数阶PI~λ控制器控制效果相比,自适应阶数分数阶模糊PI~λ控制器(VOFFPI)具有响应速度快,超调量小,对扰动具有较好的鲁棒性等优点。该方法可以有效的应用到含有非线性现象和多扰动输入的复杂控制系统中,提高系统的鲁棒性,达到更好的控制效果。

单级倒立摆的模糊分数阶PID控制器设计

单级倒立摆是一种极其简单但却非常有实践意义的模型。基于模糊控制方法,结合分数阶PID控制技术,在Simulink环境下对单级倒立摆控制系统展开控制仿真研究,通过构造S-函数实现参数自动调节,使小车的位移和摆杆的摆角在跟踪单位阶跃信号时响应速度快,跟踪控制效果好。

基于分数阶模糊PID控制的水轮机调节系统

针对水轮机调节系统中传统PID控制规律存在适应性不足的问题,设计了一种新型的分数阶模糊PID控制器(FOFPID),该控制器在模糊PID控制器(FPID)的基础上将微分及积分阶次进行从整数阶到非整数阶的拓展,并利用改进Oustaloup滤波算法对该控制器中的分数阶微积分进行数字实现.提出了一种基于Rechenberg五分之一法则的动态适应量子粒子群算法(DAQPSO),对水轮机调节系统控制器参数进行优化.仿真试验表明:FOFPID控制器在水轮机调节系统扰动幅度及运行工况变化时具有较强的适应性,并在水轮机调节系统参数发生变化时具有更好的鲁棒性;与QPSO,RLQPSO及MLQPSO相比,DAQPSO算法具有较好的计算精度,能为水轮机调节系统控制器提供更优的参数候选方案.

某同源平衡及定位电液伺服系统模糊分数阶PID控制

针对某同源平衡及定位电液伺服系统,设计了一种用于该系统的模糊分数阶PID控制器。使用模糊规则来调节分数阶PID的参数,提高了分数阶PID控制器的响应速度,增强了分数阶PID鲁棒性。模糊分数阶PID控制器能使系统很快进入稳定状态,比分数阶PID控制器表现出较好的控制性能。通过半实物仿真实验可知模糊分数阶PID控制器在响应速度、超调量及稳定误差等方面均优于分数阶PID控制器,且对外部负载扰动具有较好的鲁棒性。

模糊分数阶PID在线径控制系统中的应用

PTFE推挤机是通讯电缆生产的主要设备,其核心是具有时变性、非线性、大滞后的线径控制系统。采用传统的PID进行控制时,由于PID控制器的参数为常数,一旦出现扰动易产生超调。为解决出现扰动时线缆线径波动较大的问题,将模糊控制与分数阶PID控制相结合,设计模糊分数阶PID(FOFPID)控制器。以线径误差及其变化率作为输入信号,分数阶PID控制器的5个参数作为输出信号对线径控制系统进行调节。分析了不同积分阶次和微分阶次对线径控制效果的影响,建立适合线径控制的模糊规则,完成对FOFPID控制器参数的自适应整定,并引入Smith预估器对滞后特性进行动态补偿。实验结果表明,带滞后补偿的FOFPID控制器快速响应能力较好,控制效果较优,满足通讯线缆实际生产要求。

PEMFC动态建模与模糊分数阶PI~λD~μ控制

针对氢气在扩散过程中的分数阶特性,建立PEMFC系统的温度和输出电压分数阶模型.基于此模型,将分数阶PI~λD~μ控制与模糊控制相结合,提出一种模糊分数阶PI~λD~μ控制器,控制氢气流量实现负载扰动下电堆的输出电压最佳.仿真结果表明,模糊分数阶PI~λD~μ控制系统在提高控制系统的实时性和抗干扰性的同时,能够改善系统的稳态性.