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。

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。

非串级结构下的双三相永磁同步电机调速控制和电流谐波抑制研究

该文针对多源时变干扰影响的双三相永磁同步电机系统,研究其基波平面内的调速控制问题和谐波平面内的谐波电流抑制问题。首先,在基波平面采用非串级控制结构,通过构造广义比例积分观测器(generalized proportional integral observer,GPIO)估计转速环的多源快变干扰;然后,针对q轴电流的过流保护问题,在传统比例微分反馈控制器的基础上利用障碍函数设计思想,结合干扰估计信息,得到基于GPIO的电流约束复合控制器;其次,在谐波平面,通过设计2个GPIO精准估计电流环的多源快变干扰,并与比例反馈控制器结合形成复合控制器来抑制2个电流环中的谐波电流。最后,给出严谨的稳定性分析,并通过对比实验验证所提方法的有效性。

基于T-S模型的倒立摆双闭环串级模糊控制设计与仿真

针对具有多变量、非线性特性的倒立摆系统,提出了一种基于T-S模型的双闭环串级模糊控制方法。在该方法中,内环控制倒立摆的角度,外环控制倒立摆小车的位移,并对双闭环参数耦合实现了解耦,降低了系统设计的难度和复杂度。数字仿真结果表明了该方法的可行性。

斩波串级调速系统建模与双闭环控制仿真

考虑到电力电子器件的开关非线性给系统建模带来的困难,利用状态空间平均法对主回路各参量基本输入输出关系进行了分析,得出了主回路的简化数学模型及斩波串级调速系统的动态模型,并采用"模最佳"原则和"谐振峰值Mr最小"准则分别设计了相应的电流环和转速环,最后使用Simulink软件搭建了加入双闭环后的仿真模型给以验证。从仿真结果看出加入双闭环后的系统动态性能有很大改善,而且控制结构简单易于工程实现,同时也验证了系统建模的正确性。

基于期望闭环系统响应的网络化串级控制系统PID整定

研究有常数网络诱导时延的一类典型网络化串级控制系统的PID控制器参数整定问题。系统中的网络诱导时延为常数,主对象和副对象均为一阶惯性加纯迟延环节(FOPDT)。主控制器是有超前滞后校正环节的PID,副控制器是带有滤波环节的PID。基于过程模型和期望闭环系统响应整定PID参数,采用一阶P偄de近似纯迟延环节,以解析的形式推导出了主控制器和副控制器整定参数的表达式,并采用双线性变换法得到离散时间PID控制器。提出了网络化串级控制系统的控制性能综合指标,并基于TrueTime工具箱在不同网络诱导时延时对网络化串级控制系统进行了仿真研究。仿真结果和性能指标计算结果均验证了所提算法的可行性和有效性。

斩波双闭环控制在内反馈串级调速系统中的应用

首先对内反馈斩波串级调速系统主电路及其工作原理做了介绍,通过控制斩波器的占空比就可以改变电机转速;其次采用了两种不同方法对斩波串级调速系统的斩波回路进行了建模和分析,并得到斩波双闭环控制结构图;最后,给出了实验波形和相关结论。

基于PLC的双容水箱液位串级PID控制的实现

文章以双容水箱为被控对象,S7-200PLC为控制器,设计了双容水箱的液位串级控制实验。液位信号经液位变送器送至PLC,采用PID算法对数据进行处理,之后输出至电动调节阀来实现对液位的控制。采用一步整定法确定了主、副控制器的最佳PID参数。用MCGS作为上位机组态软件,构建了对双容水箱液位进行实时监控的组态画面,画面直观、形象,能实现液位的准确控制。

直线二级摆的双闭环串级模糊控制研究

设计了一种基于直线二级倒立摆的双闭环串级模糊控制方法,该方法是将控制器的多变量输入分成两组,形成两个闭环,内环控制倒立摆的角度,外环控制倒立摆小车的位置,降低了系统设计的难度.最后,在SIMULINK环境下构造仿真程序,仿真结果表明了方法的可行性.

双变量串级PID板球控制系统的设计与实现

传统单级比例积分微分(proportional-integral-derivative control,PID)控制只适用于单一变量的简单线性对象,不适用于板球系统这种复杂的多变量、非线性系统。基于对板球系统物理模型研究,提出一种基于串级PID的板球控制系统,小球的位置和速度同时作为反馈量,实现对两个变量的同时控制,并设计了板球系统硬件结构,进行了实际验证。测试表明,所提出的板球控制系统调节时间短、超调量小、误差小,且有一定的抗干扰能力。

考虑稳定性的双事件触发过热汽温串级控制

过热蒸汽温度对燃煤火力发电厂的运行至关重要。然而,以往控制策略中执行器频繁动作的问题却未被重视。因此,从保护执行器的角度出发,设计了一种新的控制策略。首先,针对蒸汽温度系统提出了一种考虑稳定性的双事件触发串级控制策略。该策略分别在内环和外环控制器的前端增加了一个事件触发机制。其次,为了减少执行器和控制器更新次数,讨论了在串级控制的双环中添加事件触发机制,并得到了事件触发条件的阈值和时间间隔的选择规律。最后,推导出等效的状态反馈系统,利用非周期性采样理论证明了系统的稳定性。稳定性只与事件时间间隔有关,而与事件触发阈值条件无关。仿真结果表明,与传统的周期控制相比,采用该策略可避免控制器和执行器的频繁更新。此外,与仅在内环或外环添加事件触发控制相比,双事件触发控制策略中内环、外环控制器和执行器的更新次数更少,控制性能更好。

异步电机双闭环串级调速控制系统的研究与仿真

在分析异步电机及其双闭环串级调速控制原理的基础上,利用MATLAB/SIMULINK工具箱搭建了异步电机闭环串级调速控制系统仿真模型,仿真结果表明了闭环串级调速的有效性和正确性,异步电机调速性能得到改善和提高.

FUZZY—PI控制器在双闭环串级调速系统中的应用

针对传统的双闭环调速系统存在的问题,利用模糊控制和常规PI控制的优点,设计出一种参数自调整FUZZY—PI调节器,作为双闭环串级调速系统的速度调节和电流调节器。阐述了FUZZY—PI控制器的控制策略和实现方法。通过实验证明该系统对系统的非线性、参数变化及负载扰动提供了快速的鲁棒控制,并解决了稳态精度问题,实现了无静差调速。

抽水蓄能机组空载工况动态矩阵PID串级控制

针对传统PID控制对含机械时滞抽水蓄能机组调节系统控制效果不理想的问题,提出了一种抽水蓄能机组的动态矩阵PID串级控制策略。考虑液压执行机构的机械时滞和主接力器的限幅与限速,建立了小波动情况下抽水蓄能机组调节系统的数学模型。在调节系统原PID控制作为内环控制的基础上,引入动态矩阵控制作为外环控制,通过天牛须搜索算法来整定优化PID参数,提出了一种新型抽水蓄能机组动态矩阵PID串级控制方法,并应用PID等6种控制策略对调节系统进行控制仿真。结果表明:所提出的控制方法可以在不同机械时滞作用下有效改善抽水蓄能机组调节系统在空载频率扰动时的控制性能。研究成果可为抽水蓄能机组的调节系统控制提供借鉴。

转速电流双闭环控制的异步电机串级调速系统研究与仿真

针对绕线转子异步电动机,研究并设计一种转速、电流双闭环控制的串级调速系统。分析双闭环控制串级调速系统的组成与工作原理,在此基础上,研究调速系统各个环节的传递函数,进而得出双闭环串级调速系统的动态结构图,分析按照典型Ⅰ型系统设计电流环、按照典型Ⅱ型系统设计转速环的工程化设计方法。给出串级调速系统的仿真参数,仿真结果表明:所设计的双闭环控制串级调速系统具有较快地起动、带载过程,而且能够实现无静差稳速运行,并能高效、高质量的回馈电网。

双闭环串级调速系统的PLC控制

以双闭环串级调速控制系统为研究对象,在对其系统构成和控制要求进行分析的基础上,采用S7-200系列PLC作为主控制器实现系统的运行操作。详细介绍了I/O分配和相关控制程序的设计,仿真实验结果表明系统达到了设计要求,实现了串级调速运行和全速运行。PLC控制减少了大量继电器的硬件接线,提高了系统的可靠性。

基于串级PID算法的两轮车平衡控制

采用比例积分微分(PID)算法控制理论,设计两轮车的串级PID算法平衡控制系统,通过计算并输出控制量,控制两轮车的动量轮转动,实现两轮车自主平衡。首先进行理论分析确定原理及可行性,然后对串级PID控制算法进行优化改进,并应用在两轮车平衡控制系统中,提高其控制精度和稳定性。通过在3个层次上调整PID参数,实现两轮车静止平衡状态及运动平衡状态。实验证明,该控制方法能有效解决两轮车平衡控制中存在的响应速度及抗干扰能力需求高等问题,为两轮车平衡控制领域的研究提供新的思路和方法。

采用基于闭环辨识IMC-PID实现串级汽温的鲁棒控制

提出了一个基于频域辨识方法设计串级汽温内模-PID控制器。首先进行汽温过程对象的模型辨识,在辨识部分,通过进行常规的设定值扰动试验,获得串级系统各回路输入输出的扰动试验数据,估算出内回路及外回路的频率响应矩阵,然后通过最小二乘法计算出内回路及外回路模型变换函数的参数矩阵。基于内模控制(IMC)的汽温串级PID控制回路的参数整定,是基于辨识出的模型采用IMC方法计算出来的。现场应用情况表明,采用基于频域辨识方法设计串级汽温内模-PID控制器的控制方案,使汽温串级控制性能大大提高,能有效地减少各种内外干扰对系统的影响。

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。

基于模糊PID的串级温度控制系统研究

鉴于过热汽温具有大迟延、大惯性和时变等特点,用常规的PID串级来控制过热汽温很难满足生产要求。因此,在PID串级控制系统中引入模糊控制,使得过热汽温系统的控制品质大幅提高。结果表明,与常规的PID串级控制系统相比,模糊PID串级控制系统在调节时间和超调量等方面改善效果显著。