变论域模糊PID控制微流挤出型3D打印机的挤压力研究

为了提高微流挤出型3D打印机的打印精度,针对其挤压力控制在挤出成型过程中存在时变性和非线性等典型特性,基于挤压力模型分析打印材料的挤出成型过程,并提出了一种变论域模糊PID(proportion integration differentiation,比例积分微分)控制策略,以实现挤出成型过程中挤压力不规律变化时的快速调节功能。同时,利用MATLAB软件建立挤压力控制系统仿真模型以开展不同控制策略的仿真分析,并利用自主搭建的实验平台进行实物打印,以验证所提出控制策略的可行性。仿真和实验结果表明,变论域模糊PID控制策略对改善成型坯体表面质量和提高成型精度有显著效果。所提出的变论域模糊PID控制策略可为挤出型3D打印机挤压力的稳定控制提供一定参考,也可为类似时变和非线性控制系统提供一定的借鉴。

Buck变换器U模型模糊PID控制器设计

针对现有Buck变换器非线性时变模型结构复杂难以设计控制器的问题,利用时变多项式将非线性模型转化为U模型,简化了非线性模型控制器设计的复杂度。在传统比例-积分-微分(PID)控制器的基础上,采用模糊算法和U模型结构设计了基于U模型的模糊PID控制器,控制器输出采用牛顿-拉夫逊迭代算法求解。新的控制器保持了PID控制器的通用特性,提高了Buck变换器的控制精度、动态性能和对非线性扰动的自适应能力,为解决Buck变换器控制器的设计提供了新的途径。

基于模糊PID的打磨头角度控制策略研究

在进行风电机组叶片表面打磨工序时,需要控制打磨头的径向与叶片表面保持垂直。对打磨头的角度调整问题进行分析和研究,通过分析打磨头的结构构成与运动轨迹,建立打磨头伺服系统的数学模型。基于角度变化引起的重力转矩补偿量,提出一种模糊比例-积分-微分(Proportion-Integral-Differential,PID)的角度伺服控制系统。Simulink仿真验证结果表明,重力补偿后模糊PID控制方法的打磨头伺服系统响应速度更快、误差更小,能够较好地调整打磨头的角度。

基于改进模糊PID的自动导引车纠偏控制研究

针对传统模糊比例-积分-微分(PID)控制器对自动导引车(AGV)路径跟踪精度低的问题,提出一种基于比例调整和积分分离的模糊PID纠偏控制方法。首先分析并建立AGV的运动学模型;其次设计模糊PID控制器的输入输出隶属度函数及模糊控制规则;最后对模糊控制器输出的比例项和积分项以偏差的大小为依据分别进行比例调整和积分分离。仿真实验表明:积分分离可以有效降低系统超调量,比例调整加快系统的响应速度,本文设计的纠偏控制器具有快速性和稳定性等优点。

基于磁流变阻尼器的双跨轴系PID振动控制研究

为了解决双轴串联的旋转机械在临界转速处产生共振问题,搭建了双跨转子实验台,在不改变原有支撑形式的条件下将磁流变阻尼器分别安装在串联的轴1、轴2上,并建立双跨轴系振动的半主动控制系统,采用比例-积分-微分(PID)控制方法,以振幅为反馈参数实时调节阻尼器电流,在线抑制双跨轴系的振动,并在此基础上通过整定PID控制的比例系数K研究其值对振动控制效果的影响。实验结果表明:基于磁流变阻尼器的PID控制系统可以有效控制两个串联轴在临界转速附近的振动;对临界振幅过大的转子宜采用较大K值,而对临界振幅较小的转子可适当减小K值。

模糊PID算法在婴儿培养箱解耦控制中的应用

婴儿培养箱温湿度控制系统存在较强的温湿度耦合关系是其产生时变性、滞后性的关键因素。本文采用前馈解耦的模糊比例-积分-微分(PID)控制方法,首先辨识得到温湿度双回路系统的系统模型,然后在控制系统中加入前馈解耦控制器,使原本相互耦合的温度、湿度变量等效为两个独立的温湿度控制子系统,最后在解耦回路中引入模糊PID控制机理,建立模糊增益控制器来增加系统的自适应性。在设定起始环境温度为28℃,起始环境相对湿度为60%RH的标况下,最后对改进后的解耦回路进行了仿真实验。由仿真的结果可知,相比传统PID解耦控制系统,模糊PID解耦控制系统的温湿度超调分别从3.2℃和10.7%减小到0.8℃和7.4%,温度和相对湿度的调节时间减小了190 s和230 s,解耦效果比较理想,双回路控制系统的稳定性及响应速度有了较大提高。

基于模糊PID控制的智能循迹小车设计

现如今,人们的物质生活水平随着国家经济发展不断提升,人们对某些生活产品的需求大幅增加,对企业的生产技术要求不断提高。在这一过程中,智能车辆研究发展迅速。基于此,建立了智能小车的运动模型,并用MATLAB软件进行仿真研究,继而搭建了智能小车的硬件平台,以仿真比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)结果为参考,设计基于单片机的模糊PID算法,以达到对智能循迹小车在行驶时的速度进行闭环控制的目的。与开环循迹小车运行效果相比,其稳定性及精确性得到了大大提高。

基于PID参数模糊自整定的压铸镁合金性能研究

进行了Mg-9Al-1Zn-0.5V-0.3Ti压铸镁合金常规压铸和基于PID参数模糊自整定的压铸试验对比和分析。结果表明:和常规压铸合金相比,基于PID参数模糊自整定的试验合金抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别增大了25 MPa、19 MPa、0.1%,腐蚀电位正移了23 m V,耐腐蚀性能和显微组织均得到改善和提升。PID参数模糊自整定有助于提高Mg-9Al-1Zn-0.5V-0.3Ti镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。

基于模糊算法的无人驾驶压路机自动碾压控制

针对无人驾驶振动压路机在自动碾压作业时的路径跟踪误差影响整体碾压作业质量的问题,提出了基于模糊算法的路径跟踪控制方法.建立了压路机整体运动学模型和液压动力转向系统模型,设计了基于预瞄的航向跟踪算法和模糊比例-积分-微分(PID)控制器来实现对自动碾压误差的控制.通过无人驾驶压路机路径跟踪控制模型的仿真和现场自动碾压试验对自动碾压控制性能的验证,表明基于预瞄的航向跟踪模糊PID控制较普通PID控制在无人驾驶振动碾压过程中具有更好的控制性能,显示了模糊控制算法的有效性与优越性.

磁流变阻尼器磁滞补偿控制器设计

针对磁流变阻尼器内部铁磁材料所固有的磁滞非线性,根据反馈磁感应强度的磁滞补偿控制方法,设计了磁滞补偿控制器。以STM32F103ZET6单片机为控制核心,通过设计霍尔传感器的调理电路、脉宽调制(PWM)信号滤波电路、电压放大电路,以及实时化的比例—积分—微分(PID)控制算法和人机交互界面,实现了磁流变阻尼器磁滞补偿控制器的功能。通过实验验证了控制器在窗函数、阶梯函数和半正弦函数等三种不同输入电流条件下的磁滞补偿控制效果。实验结果表明:相比无磁滞补偿控制,在磁滞补偿控制器的作用下,磁流变阻尼器的阻尼通道磁场能较好地跟踪控制电流,验证了磁滞补偿控制器的有效性。

混合有源电力滤波器的复合变结构电流控制

针对传统比例-积分-微分(proportional integral differential,PID)控制器不能实现具有周期性特点的电网谐波电流无稳态误差跟踪的特点,提出了一种新的PID型迭代学习控制算法,同时建立了一种模糊规则并利用模糊推理对PID控制器的比例、积分和微分系数进行在线修正,实现对系统的无差控制。在此基础上,为提高系统的响应速度,将PID迭代学习控制与滑模变结构控制有机结合,提出了复合型变结构控制方法。该方法具有响应速度快、控制精度高、易于实现的特点。仿真和实验结果证明了该控制方法的可行性和有效性,效果优于传统PID控制。

电动变载荷加载系统的建模及线性自抗扰控制

在Qt Creator 4.3.1的开发环境下,采用C++语言进行程序开发,设计了一种电动变载荷摩擦磨损试验机,期望能克服电动变载荷加载系统中存在的强扰动、强耦合、高度非线性化和不确定性等因素,提高电动变载荷加载系统的控制效果。提出了一种相比于自抗扰控制器(ADRC)参数减少、控制效果并未受太大影响的更加线性化、带宽化、易于在实际工程应用实现的线性自抗扰控制器(LADRC)方法,并设计扩张状态观测器进行干扰补偿,实现加载压力的实时控制。选取恒值加载、正弦波加载、锯齿波加载3种典型信号,分别进行空载及加载试验,通过LADRC与比例-积分-微分(PID)控制效果进行对比,试验结果表明,在LADRC控制下,电动加载系统响应速度快,控制精度高,抗干扰能力强。

基于变论域模糊PID的液态熔盐堆堆芯功率控制

液态熔盐堆堆芯系统具有非线性、时变性等特点,模糊比例积分微分(PID)控制技术因初始论域不能跟随误差变化而伸缩,使得系统的控制精度降低,故设计了一种基于变论域模糊PID控制器的堆芯功率控制策略。以熔盐增殖堆MSBR堆芯为例,在堆芯入口温度扰动或堆芯反应性扰动下,使用Matlab/Simulink对PID控制、模糊PID控制与变论域模糊PID控制下的效果进行仿真对比。结果表明,基于变论域模糊PID控制器建立的堆芯功率控制系统响应速度更快,超调量更小,控制效果更佳。

基于改进模糊控制的并联机器人运动路径跟踪研究

为了提高并联机器人运动路径跟踪精度,设计了并联机器人模糊比例-积分-微分(PID)控制器,提出了粒子群算法耦合遗传算法的混合算法。通过混合算法优化模糊PID控制器参数,从而搜索到PID控制器参数全局最优值。在不同环境中,采用MATLAB软件对并联机器人运动路径跟踪进行仿真,并且与优化前跟踪效果进行对比和分析。结果表明:在无干扰环境中,并联机器人运动路径跟踪误差较小,但优化前的模糊PID控制系统开始阶段反应速度较慢,而优化后的模糊PID控制系统开始阶段反应速度较快。在有干扰环境中,优化前,并联机器人运动路径跟踪误差较大;优化后,并联机器人运动路径跟踪误差较小。采用混合算法优化模糊PID控制器,能够调节模糊PID控制器参数,提高并联机器人运动路径跟踪精度。

模糊RBF太阳电池最大功率点跟踪算法

为了有效地利用太阳能,提高光伏发电系统的效率,通过分析太阳电池输出特性和最大功率点跟踪原理,结合模糊控制算法、神经网络与比例-积分-微分(PID)算法的优势,提出一种模糊径向基函数(RBF)神经网络的太阳电池最大功率点跟踪算法。利用模糊RBF神经网络对PID控制器的控制参数进行自适应整定,从而精确调节光伏电池变换器的功率开关占空比,达到太阳电池最大功率点跟踪控制。仿真与实测结果表明:算法能有效提高系统的响应速度、自适应能力。

基于模糊控制的智能微电网电池储能系统调频控制技术

引言在智能微电网传统的比例-积分-微分控制器(PID)控制基础上,本文提出了模糊控制及其实现方式,包括模糊化、模糊规则、模糊推理、解模糊和PID控制等重要组成部分。旨在将微电网频率偏差和微电网频率变化率模糊化为模糊控制器的输入,根据模糊控制规则来输出有功出力控制的PID控制参数,最终输出电池储能系统的有功出力参考值Pref,以此控制微电网电池储能系统的有功出力。与传统PID控制相比,其运行参数的非线性与时变性有很强的适应能力,具有较好的动态响应特性,有效提高电池储能系统有功功率控制精度和孤立微电网的频率稳定性。

煤矿井下自动化钻机钻速模糊PID自适应控制方法

为提高井下作业质量,实现对钻机在工作中转速的精确、高效控制,以某煤矿工程为例,开展其井下作业过程自动化钻机钻速模糊比例-积分-微分(Proportion Integral Differential,PID)自适应控制方法的设计研究。根据钻机的动力系统,建立钻机动力函数,计算钻机推力,建立煤矿井下自动化钻机数学模型。将输入变量(转速误差、误差变化率)精确值转换为模糊集合的隶属度,设计基于模糊PID的钻机转速输入控制。在钻机上安装多种传感器,实时监测钻机的各项工作参数,利用模糊PID控制器,进行自动化钻机转速的自适应调节。对比实验结果表明:设计的方法可以实现对钻机转速的快速、准确控制,保证钻进速度的稳定性。

一种新隶属度函数在非线性变增益模糊PID控制中的应用

为研究模糊控制与变增益控制的关系,提出了一个非线性变增益模糊PID(proportion,integration,differentiation)控制方法.该方法的隶属度函数是一个可调节隶属度函数,此函数更加具有普遍性,可调节范围广.将此隶属度函数应用于模糊控制的理论中,能够增加控制器的可调性.对该函数连续性进行了证明.将该控制方法应用于仿真以及半实物实验平台,实验结果进一步说明了该函数的可行性.

直线电机式主动悬架结构优化与控制仿真研究

为了弥补汽车被动悬架没有主动控制力的缺陷,设计了一种基于传统被动悬架结构的直线电机式主动悬架。在被动悬架中加入直线电机,可以增加主动悬架的阻尼力,降低汽车的振动。首先,对直线电机的结构进行设计;其次,运用ANSYS/Maxwell磁场分析软件和控制变量法,优化直线电机各部分结构尺寸参数,结果表明,直线电机电磁推力的波动降低了83%,同时稳态推力提升了10%;最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建直线电机式主动悬架的仿真模型,使用模糊比例-积分-微分(proportion integral differential,PID)对直线电机式主动悬架系统进行控制,分别在时域和频域进行分析,结果表明,相较于被动悬架,直线电机式主动悬架的车身加速度、悬架动挠度、轮胎动荷载都得到了有效抑制,车身加速度功率谱密度也有了大幅度的降低,有效地提高了车辆平顺性和操纵稳定性。

矿用自卸车主动油气悬架非线性控制方法研究

为了对矿用自卸车主动油气悬架进行有效控制,分析了其油气弹簧的刚度力与阻尼力的非线性特性,进而建立了两自由度油气悬架的非线性力学模型。应用微分几何线性化理论,经过恰当的坐标变换和反馈控制,实现非线性系统的精确线性化,而后对其设计使用线性PID控制研究;根据选定的控制目标及输出变量,通过制定相应的模糊控制规则表,设计模糊PID控制器,对悬架系统使用模糊PID控制研究。仿真结果表明,与被动悬架相比,精确线性化后的PID控制悬架以及模糊PID控制悬架均能显著提高车辆的平顺性和操稳性,使悬架的动态性能趋于稳定;另外,与模糊PID控制相比,线性化PID控制对于改善车辆行驶平顺性优势更加明显。