可靠性驱动下的机械元动作单元变论域自适应模糊PID振动控制系统研究

机械元动作装配单元可靠性是整机功能可靠性的重要构成,元动作单元工作过程中振动异常是导致其故障频发的重要因素。因此,采取有效的振动控制策略对降低元动作单元运行故障、提高单元可靠性和整机性能具有良好的工程意义。结合主动控制思想采用简易、精准的作动装置建立了一种智能的振动控制系统。为了提升控制系统中智能位移作动器的进给精度,设计了变论域自适应模糊PID控制器,并通过仿真分析了控制系统的可行性。仿真结果表明,变论域自适应模糊PID控制器下的系统响应具有极低的超调量、较少调整时间和趋于零的稳态误差。此项研究为提高机械产品使用可靠性提供了一种新的振动控制技术手段。

基于变论域自适应模糊PID的注塑机温控系统研究

在塑料注塑过程中,机筒温度作为关键因素直接影响着产品的品质。文章根据机筒加热系统的特点,将变论域思想与自适应模糊PID控制方法相结合,设计了变论域自适应模糊PID温控系统。用Matlab对变论域自适应模糊PID、自适应模糊PID和传统PID三种控制系统进行了仿真对比分析,并对温度实时数据进行了分析,结果表明变论域自适应模糊PID控制系统的动态和稳态性能最优,实际温控精度最高,可达±0.2℃。

永磁同步电机变论域自适应模糊PID控制

永磁同步电机是一个多变量、非线性、强耦合的系统,采用传统的控制方法,容易受电机参数变化和负载扰动等不确定因素的影响,难以取得令人满意的控制效果。该文提出一种变论域自适应模糊PID复合控制策略,采用变论域模糊控制实现控制参数自整定和控制规则的自调整,并将其应用到基于矢量控制的永磁同步电机伺服系统速度环中。结果表明,该方法具有动态响应快、抗干扰能力和鲁棒性强等优点。

插秧机行驶速度变论域自适应模糊PID控制

农机行驶速度控制是精细农业中导航控制和变量作业控制系统的重要组成部分。农机在田间行驶过程中状态多变且环境恶劣,对行驶速度控制算法的自适应能力要求较高。在分析农机变速机构的基础上设计了插秧机行驶速度控制系统,将变论域方法引入模糊PID控制器设计中,提高了控制算法的适应性,并以高速乘坐式插秧机为试验平台进行了控制算法的水泥道路试验验证。试验结果表明,所提出的控制算法对插秧机行驶速度控制是可行的,插秧机行驶速度平均误差小于0.02 m/s,与PID控制算法相比,调节时间更短,超调量较小,并且具有更好的自适应能力。

变论域自适应模糊PID方法的研究与仿真

从优化模糊控制器的角度出发,讨论了变论域思想和伸缩因子的概念,同时就量化、比例因子和伸缩因子的关系进行了分析,进而阐述了一般情况下两种伸缩因子的选取方法;在此基础上将模糊PID和变论域思想想结合,形成变论域自适应模糊PID控制结构;最后通过某复杂非线性系统进行仿真研究,结果表明该方法达到了预期目的,优越性明显。

变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究

为提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性,提出一种基于变论域理论的自适应模糊PID汽车主动悬架控制策略,将自适应模糊PID和变论域的在线调整整合在一起,采用变论域模糊控制实现控制系统输入输出论域的自整定,提高控制精度;采用自适应模糊PID控制,提高系统的动、静态特性,形成更优的悬架控制方法。研究结果表明,变论域自适应模糊PID控制主动悬架较传统模糊控制以及模糊PID控制的主动悬架能够更有效的克服路面冲击,减少汽车垂直方向的振动,进一步提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。

飞航导弹变论域自适应模糊PID控制方法

对于导弹飞行控制,当系统在大动态范围运行时,常规模糊PID控制由于固定论域、调整因子以及根据个别专家经验制定的有限控制规则不够完善,其固定的论域范围就会使得模糊控制对PID参数的调整过大或者过小,造成系统响应变慢,出现震荡,难以稳定等。针对导弹在飞行过程中具有非线性、耦合性以及时变性等特点,设计了一种自适应变论域模糊PID复合控制策略,采用变论域模糊控制实现控制参数自整定和控制规则的自调整,采用PID控制弥补模糊控制固有的精度盲区。实验结果表明该方法无论在随机扰动还是幅值扰动情况下都能够实现快速响应,自适应抗干扰能力强,具有动态响应快、稳定精度高,鲁棒性强等特点。

变论域自适应模糊PID控制器设计

针对一类大时滞、时变系统,提出一种基于变论域模糊控制理论及模糊 PID 控制原理的变论域自适应模糊 PID 控制方法。该方法结合了常规模糊 PID 控制器和变论域模糊控制器各自的优点,通过论域调整改善模糊 PID 控制器参数词整精度和范围,具有良好的自适应能力和鲁棒性能。仿真结果验证了该方法的优越性。

变论域自适应模糊PID混合控制自动舵设计

为改善航向自动舵的动态特性和自适应能力,提出将模糊逻辑控制器(FLC)与变论域自适应模糊PID控制算法(VFPID)结合起来构成一种混合控制器,进而设计出一种船舶航向FLC-VF-PID混合控制自动舵系统。以实习船"育龙"轮的非线性响应模型为控制对象,在考虑舵机非线性和海浪干扰情况下进行了仿真试验。试验结果表明该自动舵系统响应速度大幅度提高,同时具有无静差和超调小的动静态性,并表现出较强的鲁班性和鲁棒稳定性。

变论域自适应模糊PID控制系统仿真与应用

由于电液伺服系统具有非线性、时滞性等问题,自适应模糊PID控制方式仍难以精确控制马达转速,故设计了变论域自适应模糊PID控制算法。通过设计合适的伸缩因子,将变论域与自适应模糊PID控制相结合,该算法可以精确控制电磁比例阀的流量进而控制马达的转速。将PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和变论域自适应模糊PID控制算法进行Matlab仿真,结果表明:变论域自适应模糊PID控制具有响应快、无超调、稳态误差基本为零的特点。通过可编程控制器实现了模糊PID控制与变论域自适应模糊PID控制算法在电液伺服系统中的应用,实验数据表明,变论域自适应模糊PID控制更加精确,符合工业控制要求。

变论域自适应模糊PID控制器的设计与仿真

针对PID控制器对模型依赖性强、参数整定困难,动态调整范围较小等不足,在增益调整型模糊PID控制器的基础上,引入变论域思想,根据系统响应各阶段误差e、误差变化ec运行轨迹,设计了一个论域伸缩因子自适应调整机构,在线调整系统运行各个阶段的输入输出变量与模糊子集的映射关系,实现论域随着系统的控制要求进行伸缩变化,改善了系统的动态特性和稳态精度,提高了系统的动态调节能力。对一典型二阶系统的仿真结果表明:该模糊PID控制器具有超调小、稳态精度高、动态调节能力强的特点。

基于遗传算法的汽车主动悬架变论域模糊PID控制

针对1/4车主动悬架系统,提出一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的变论域模糊比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)控制方法.在建立主动悬架系统模型的基础上,引入变论域思想设计模糊PID控制器.为进一步改善控制器减振效果,采用GA来优化变论域中伸缩因子描述函数的参数.结果表明:相比PID、模糊PID与未优化的变论域模糊PID等控制方法,基于GA的变论域模糊PID控制方法在降低车身垂向加速度、改善乘坐舒适性方面具有优越性;所提控制方法对簧载质量和车辆行驶速度不确定性具备较强的鲁棒性.

基于变论域模糊自适应PID的供热系统控制策略

针对传统供热系统控制策略存在精度不高和响应速度慢的问题,提出了一种基于变论域模糊自适应PID的控制策略。设计变论域模糊自适应PID控制器,通过伸缩因子动态调整控制参数,根据系统状态调整模糊控制器的论域,从而优化控制效果和提高系统的整体性能。利用MATLAB建立仿真模型,与PID和Fuzzy自适应PID控制进行对比分析。结果表明,变论域模糊自适应PID控制器可以有效地提高供热系统的控制精度和响应速度,具有更好的稳定性、鲁棒性和适应性。

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。

基于变论域模糊PID的金属热处理过程温度控制方法

为高效且安全地提取金属合金内的可用材质并分析其性能,利用变论域模糊PID技术,实现对热处理过程的温度控制。设定在金属规则状态不变的情况下,论域会随着偏差的缩减出现伸缩,即需要增添新的规则。若偏差率能够支持模糊量化取整,控制器的伸缩因子可能会陷入无法取值的情况。此时,通过二元函数分片双一次插值法计算伸缩因子,在临近分档之间填充新规则,确保伸缩因子取值的连续性。然后,在模糊PID控制过程中加入变论域,依靠控制器实现对金属热处理过程温度的控制。根据实验验证情况可知:该方法有效提高了控制效果,在应用该方法后,缩短了温度控制时间,在100s内就可以是加热温度到达拟定值。

红外干燥箱变论域模糊PID复合温控设计

烘干失重法粮食水分测定过程中,干燥箱温度的精准控制是检测结果准确性的重要保障。针对干燥箱温度变化过程非线性、时滞性和温控精度高的特点,提出一种基于粒子群模型参数辨识的变论域模糊PID复合温度控制策略。基于红外辐射干燥机理及能量守恒方程建立温控系统非线性模型,并利用粒子群优化算法完成参数辨识,通过设定二级偏差阈值,将变论域模糊PID算法结合Bang-Bang控制方法构成自适应分级复合控制策略。系统仿真实验表明:相较于常规PID控制和传统模糊PID控制方法,改进后的复合控制策略在超调量、调节时间和控制进度方面明显改善,在不同工作点温度下,控制误差均小于0.4℃,且具有较好的抗干扰能力。

基于变论域模糊补偿的空间机器人自适应控制

相比地面环境,太空环境中机器人系统暴露在宇宙射线中更容易受到外部干扰,且因难以维护和燃料消耗等原因带来的质量和惯性等系统参数变化使得其更容易存在系统不确定性。针对载体位置不受控的漂浮基空间机器人系统存在系统不确定性和外部干扰的问题,提出了一种基于变论域模糊控制的轨迹跟踪控制方法。在使用计算力矩控制器求解标称系统控制力矩的基础上,使用变论域模糊控制对系统不确定性和外界干扰带来的误差进行补偿。论域范围的实时变化使变论域模糊控制可以适用于不同时刻的不同误差范围,从而有效提高了系统的响应速度,减小了系统的稳态跟踪误差。最后通过李雅普诺夫方法证明控制方案的稳定性,并通过数值仿真证明了控制方法的有效性。

基于变论域模糊PID的AUV靶标运动追踪控制

针对AUV靶标系统运动追踪响应速度慢、控制精度低的问题,提出将变论域模糊PID的控制算法应用于AUV靶标瞄准系统上。通过模拟AUV在海中航行受到的力,建立了AUV动力学模型,将变论域思想结合模糊PID引入AUV靶标瞄准运动追踪控制系统,设计了基于变论域模糊PID控制算法的控制器。利用MATLAB搭建变论域模糊PID、常规模糊PID、传统PID控制系统模型,在3种姿态控制系统模型下,对航行器运动追踪的控制效果进行仿真与分析。结果显示,变论域模糊PID在AUV靶标控制上具有超调量小、响应速度快、动态响应能力强、控制精准度高的优点。

变论域模糊PID在吹膜机收卷张力中的应用

在吹膜机生产加工过程中,吹膜机张力的精准控制和稳定性是影响薄膜质量的关键因素,传统PLC控制的吹膜机张力控制系统是一个非线性、强耦合和抗干扰能力低的控制系统,结合吹膜机设备结构功能特点,搭建薄膜收卷张力控制系统模型,采用变论域模糊PID控制方式实现对吹膜机张力精准的提高。变论域模糊PID控制主要是通过伸缩因子来实时调整模糊论域变化进而实现动态调节PID参数,通过MATLAB仿真对比分析可知,变论域模糊PID在收卷张力控制效果方面优于模糊PID和传统PID控制方式,且吹膜机张力控制系统无超调,上升时间短,抗干扰能力强。实验表明,变论域模糊PID控制策略对非线性时变的薄膜张力控制效果改变显著。

粒子群优化变论域模糊PID的永磁同步电机矢量控制策略

永磁同步电机具有结构简单、噪音低、效率高等优点而得到广泛应用。但是传统的矢量控制方法已经不能满足当前产业的控制需要,为了获得更好的控制性能,在普通PID控制的基础上,提出了一种基于粒子群算法优化的变论域模糊PID控制方法。分析永磁同步电机矢量控制原理,并建立了PMSM在dq坐标系下的数学模型,设计了基于PSO的变论域模糊PID控制器,利用Matlab/Simulink搭建id=0矢量控制下的PMSM调速系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,基于粒子群优化的变论域模糊PID控制方法在具备传统模糊控制和PID控制算法优点的同时,利用粒子群算法得到最佳模糊论域,提高了永磁同步电机控制系统的动态响应速度,减少了超调和波动。