施肥播种机肥料流量分段式PID控制系统设计与试验

施肥稳定性是评价变量施肥系统性能的重要指标,针对常规外槽轮式排肥器排肥时脉动性明显导致排肥均匀性差的问题,提出了基于肥料流量反馈的分段式PID控制方法,并设计了施肥播种机高精度肥料流量控制系统,系统采用肥料流量检测模块获取实时肥料流量并作为反馈输入,结合目标肥料流量,根据分段式PID控制算法得到控制输出量,驱动施肥电机,实现肥料流量的准确控制。搭建了施肥试验台,进行了肥料流量变化阶跃响应与施肥精度的台架试验,结果表明,肥料流量控制系统的阶跃响应时间最大值为1.42 s,均值为0.98 s,超调量最大值为3.49%,均值为2.82%,稳态误差最大值为0.89%,均值为0.64%,施肥量控制精度最小值为97.83%,均值为98.14%。在不同试验条件下,肥料流量控制系统的肥料流量控制精度与施肥精度均优于恒定转速系统。田间试验表明,当车速为4、6、8 km/h时,肥料流量控制系统的施肥量控制精度分别为97.84%、97.78%和97.82%,施肥量控制精度平均值为97.81%,标准偏差为0.28%,能够满足高精度施肥需求。

基于STM32的AGV分段式PID磁导航方案研究

传统AGV控制器采用PLC,由于其侧重于电气控制稳定性的特点,传统控制方案会产生响应速度低的问题,对AGV的导航精度产生较大影响。从导航控制效果及成本因素考虑,采用STM32开发板作为磁导航AGV的主控制器,阐述了AGV控制系统整体设计思路和分段式PID导航算法实现。经过现场测试,该方案具有比较高的路径跟踪精度,动态和静态性能良好。

可变限分段式PID变频连续输油技术的研究与应用

数字化增压点外输泵的运行采用缓冲罐高低液位控制输油泵的启/停,由于输油泵频繁启/停导致无法连续输油,管线输油波动较大,运行可靠性差,需人工监视运行。设计了一种以缓冲罐液位为目标参数,根据液位变化动态调整输油泵外输排量的输油控制方式:增加缓冲罐信号采集,实现低限紧急停泵、高限自动输油并报警;在缓冲罐高低限范围内通过磁翻板液位计采集实际液位来控制输油泵频率,超高限紧急处理并报警提示人工处理;通过改进变频输油控制方式,使缓冲罐液位始终保持在一定范围内。通过在5个场站的试运行,能够完全实现外输泵的连续自动运行,极大地降低了岗位员工劳动强度,为增压站自动化运行及无人值守技术进行了积极的探索和实践。

分段式增量PID控制器在液压伺服系统中的应用

液压装置以其体积小、重量轻、结构紧凑等优点在大功率重载机器人领域得到广泛应用。目前,大部分的液压伺服系统都是基于 PID的,虽然 PID控制器结构简单,稳定性好,可靠性高,但是当系统的速度、压力等因素发生变化时,系统的状态也会发生变化,常规 PID控制器在系统中的作用也会受到很大影响。控制精度低,设备稳定性差。基于此,结合笔者多年的工作经验的基础上,本文提出了分段式增量PID控制方法,并在液压伺服系统中的应用进行了分析和探讨,最后对其有效性进行了验证。

波浪式生物反应器pH控制中PID控制算法的研究

目的:设计一种快速高效的波浪式生物反应器pH控制方法,缩短pH调节时间,并降低调节过程的系统超调。方法:根据pH调节特性,设计一种分段式变增益PID(proportion-integration-differentiation)控制算法,并通过仿真实验与传统PID控制进行对比,验证算法的有效性。结合波浪式生物反应器细胞培养的实际情况对该算法进行改进,得到四区段变增益PID控制算法,通过实际实验验证改进算法的有效性。结果:仿真实验表明分段式变增益PID控制相较于传统PID控制调节速度快且系统超调小;实际实验表明四区段变增益PID控制能迅速将pH调节到设定范围内,且稳定性好、精确度高。结论:四区段变增益PID控制能够对pH控制起到很好的调节作用,满足波浪式生物反应器细胞培养过程中对pH控制的要求。

双模式智能控制量热仪系统的设计与实现

量热仪是测量煤炭、石油等可燃物质发热量的一类重要仪器,其测量精度直接影响着经济效益。为了提高量热仪的测量精度,设计一种基于STM32芯片的双模式智能量热仪。量热仪采用具有高增益、高分辨率、低漂移特性的模数转换器,设计了四路Pt1000温度传感器进行数据采集。利用智能PID跟踪控制技术提高控制精度,能在恒温式和绝热式两种测量模式中自由切换。试验结果表明,该设计能够实现量热仪的高精度测量,达到欧洲CER标准。

基于电磁三轮系统智能车的传感器排布方案与控制策略

智能车系统的传感器排布设计和控制策略直接决定着系统动态和稳态性能,基于第十三届全国大学生"恩智浦"杯智能车竞赛电磁导航组赛道中环岛、十字弯道、直角弯道和直道的磁场分布差异,设计出应对不同赛道元素的传感器排布方案和判别算法。利用Ackermann转向模型对三轮系统进行分析,结合分段式PID控制器实现方向控制,增量式PID实现速度控制,经过赛场上实际测试,该智能车系统可以稳定高速运行。

触摸式工业分析仪的研究与设计

为了提高工业分析的工作效率和测量精度,设计一种基于ARM的全自动测量煤质的触摸式工业分析仪。该分析仪采用热重分析原理自动测量煤中水分、灰分和挥发分的质量分数,利用上下位机通讯方式,进行各种操作控制,大幅度降低实验人员的工作量。设计分段PID控制调温算法,保证了测试温度的精确性与稳定性。测试结果表明,该工分仪的测定结果精密度和准确度均符合GB/T212-2008《煤的工业分析方法》标准要求。

基于LLC谐振变换器的LED驱动器设计

本文基于LLC谐振变换器设计LED驱动器,实现变换器软开关,开关损耗低,驱动器效率高。谐振变换器小信号建模时平均概念被破坏,建模谐振变换器模型使用传统方法时,具有无法得到变换器解析解、阶数高等缺点,导致控制系统难以设计。本文基于美国弗吉尼亚理工大学Fred C. Lee团队提出的小信号模型设计一种LLC谐振变换器分段式PID控制算法,研究了LLC谐振变换器工作原理,基于函数描述法建立等效电路,以开关频率和谐振频率的关系作为分段控制点,得出了各分段传递函数解析式。最后,设计并制作了一个5 W的LED驱动器实验样机,进行了验证分析,实验结果表明所设计的分段式PID控制器对LLC谐振变换器的LED驱动器具有较好控制性能。