基于FPGA的增量式PID控制器的研究与实现

PID控制器的可靠性与实时性是使运动控制系统精确定位的重要环节,本文在分析数字PID控制算法的基础上,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),应用自顶向下的设计方法,采用硬件设计语言VHDL语言进行编程,设计了增量式数字PID控制器.仿真结果表明,该设计方法是可行的,设计模块正确.

一种增量式PID控制器在结晶器水温控制中的应用

结合酒钢CSP薄板坯连铸机实际生产过程,考虑到浇铸过程中的安全及可靠性、水温调节大惯性等因素,给出了一种基于预设定和前馈的增量式PID调节控制器设计和实际应用。实践表明,该控制器对薄板坯连铸机的水温控制是安全、有效的,并适用于其他连铸机结晶器冷却水水温控制。

水轮机调速器改进型控制结构结合增量式PID算法的功率调节及一次调频的实现

针对现有调速器功率调节的参数通用性低,难以满足不同工况下功率调节和一次调频要求的问题,本文提出了一种改进型功率调节控制结构,幵在此基础上采用功率偏差增量式PID算法,建立了新的水轮机调速器功率调节模型。电站投运结果表明该方法参数调整方便,通用性强,能够较好的满足水力发电厂关于功率调节及功率模式下一次调频的要求。

增量式PID神经网络控制器和仿真

针对三档阻尼可控减振器的特点,利用神经网络理论,设计一种基于M×Q×3结构BP神经网络的PID神经网络控制器。该控制器可根据被控系统的运行状态,通过神经网络的自学习、加权系数调整,使神经网络输出PID控制器参数,从而达到较好的控制效果。对被动悬架与可控悬架系统进行三种典型工况的仿真分析,验证本文所提控制算法的有效性。

基于遗传算法优化的增量式PID控制器设计与实现

传统PID控制系统普遍存在调节时间长、精度计算低、动态性能不稳定等问题,提出将遗传算法应用于增量式PID,通过选择、交叉、变异等算子对PID各参数进行优化整定。主要通过建立遗传算法构建参数模型,在控制过程中采用实时稳态追踪手段及时调整PID控制参数。实验结果表明,改进的遗传算法函数可动态提高增量式PID参数,能有效减少大量计算性能和存储空间,提高控制器动态性能,增强系统稳定性和快速性。

STATCOM控制器与常规PID励磁调节器的分散协调设计

针对单机无穷大母线联络线中间带静止同步补偿器 (STATCOM )的电力系统 ,建立了统一的状态空间模型 ;并在此基础上 ,应用信息结构约束下的LQ最优控制理论和算法 ,得到输出反馈的STATCOM与机组励磁的最优分散协调控制器 ;应用数字仿真研究它们在系统受到大小扰动下的控制性能和特点 ,并与传统的电压偏差PID励磁调节器进行了比较。结果表明 ,协调控制器能大大地提高系统的静态和暂态性能 ;由于控制器采用输出反馈 ,并仅基于本地测量 ,是完全分散的 ,故其实现代价低、可靠性高 ,易于工程实际应用。

利用FPGA的增量式PID控制的研究

介绍一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的高精度增量式数字PID控制器的设计方法。首先,对增量式数字PID控制的原理和设计中使用的算法进行分析,然后用自顶向下的方法进行VHDL语言编程。为了提高整个设计模块的控制精度,采用16位定点运算的方法进行PID控制器的设计。仿真结果表明,该设计方法是可行的,设计模块是正确的。

参数自适应模糊PID控制器在自动励磁调节系统中的应用

在参数自适应模糊PID控制器的基础上,利用模糊推理的方法实现了对PID参数的在线自动整定,并且在MATLAB软件下将该控制器在自动励磁调节系统中的应用进行了研究,仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统达到满意的控制效果,对进一步应用研究具有较大的参考价值。

水轮机调节系统的自耦PID控制方法

针对含死区环节和机械时滞的水轮机调节系统,研究了一种基于自耦PID控制理论的控制方法。首先,将带死区环节的时滞水轮机调节系统中时滞、死区非线性因素、不确定性以及外部扰动定义为总扰动,再通过引入虚拟控制量,将其等价映射为一个外环二阶线性扰动系统与一个内环一阶线性扰动系统的双闭环系统;其次,针对外环设计基于速度因子的自耦PD控制器,内环设计基于速度因子的自耦PI控制器;最后,在复频域分析了闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制器在不同工况下控制效果不仅具有良好的抗扰动鲁棒性,而且具有良好的动态品质和稳态性能。

基于增量式PID控制的医院中心负压系统设计

目的设计一套编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控制的医院负压中心系统,将负压压力值稳定在-0.06 Mpa。方法采用三菱FX2N系列可编程控制器,利用PLC内部烧录的程序和增量式PID指令模块对储气罐负压压力值进行自动调控,并加入ABB ACS 510系列变频器进行真空泵的软启动与变频调速。结果建设的负压系统能自动调控压力值,具有故障报警功能,能够切换手控与自控,其真空泵能进行软启动、节能降噪。结论基于增量式PID控制的医院中心负压具有强抗干扰性,系统精简,能够确保负压系统稳定运行,为临床提供强有力的保障。

无模型(非建模自适应)控制器与PID调节器的解耦功能比较分析

实践表明，无模型控制器有很好的“自解耦功能”，而ＰＩＤ调节器缺乏这种功能。分析了这种现象之所以存在的原因，并用仿真结果进一步证实了一结论。

气动调节阀最优分数阶PID控制器设计

针对工业控制过程气动调节阀阀位控制中非线性,模型不精确等问题,提出一种基于分数阶PID控制器(fractional order PID controller, PI~λD~μ)的阀位控制方法。分析气动调节阀工作原理并建立其数学模型,为提高模型准确性,针对分数阶PID控制器参数整定范围广、复杂性高等问题,提出一种改进量子粒子群算法(improved quantum particle swarm optimization, IQPSO)整定分数阶PID控制器参数,引入混沌映射和非均匀高斯变异增强算法寻优能力,将改进算法用于调节阀控制系统模型辨识。仿真与试验结果表明,相比于整数阶PID控制器,所设计的分数阶PID具有更快的响应速度和控制精度,能更好地满足气动调节阀阀位控制要求。

调节阀PID控制器自动/手动无扰动切换的实现

根据密闭输油的工艺要求,提出了双PID控制器控制一个出站调节阀的方法。理论分析并给出了PID控制器自动/手动无扰动切换的条件,然后通过对上位机与下位机编程,实现了滨州站调节阀控制器自动/手动的无扰动切换、远控/现场手动的无扰动切换。该方法同时实现了调节阀的自动PID控制、手动站控、现场手动控制三种控制方式。实践证明该方法非常成功。

数字式PID控制器在驾驶舱温度自动调节系统中的应用研究

针对目前飞机驾驶舱温度调节系统存在的固有缺陷,提出了数字式温度自动调节系统的设计方案,即首先设计出数字式PID温度控制器,然后采用串级控制的方式将其应用于飞机的驾驶舱温度调节系统。实验结果表明,该设计方案是合理的。

简述一种能自动调节的模糊PID控制器

本文给出一种新型模糊ＰＩＤ控制器的原理、设计和模拟分析。该控制器可广泛应用于各种复杂控 制系统。

实验反应堆功率调节系统PID控制器的解析设计方法

通过对实验反应堆系统模型进行线性化和模型降阶、再对降阶模型进行PID控制器的理论设计的方法,可使反应堆功率调节系统的设计最优化、客观化和解析化。将此解析化方法应用于一实验反应堆功率调节系统的设计,通过数值仿真证明:设计的控制器控制效果良好,该解析化设计方法可行。

模糊自适应PID控制器在水轮机调节系统中的应用

本文针对水轮机调节系统的参数非线性、时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应PID控制器,并用Matlab对该控制器的稳定性和鲁棒性进行了仿真。仿真结果表明该控制器具有理想的动态和稳态性能,超调量、过渡过程时间等控制性能指标均优于传统PID控制器,能够满足水轮机调节系统对参数控制的要求。

分数阶PID控制器在自动电压调节系统中的应用

常规的PID控制器在应用于某些复杂系统时,效果可能达不到预期的精度要求,而分数阶多了两个参数,在控制的灵活性以及准确性上都有了较大的改善。主要讨论了分数阶PID控制器在自动电压调节系统中的作用。将分数阶PID控制器与传统的整数阶PID控制器进行了对比,结果表明,分数阶PID控制器具有优于传统PID控制器的性能。

基于MBD的直流减速电机控制器设计

为解决现有教学实验装置开放性差,编程过于复杂以及信号检测难等问题,设计一种基于Arduino与Simulink的直流减速电机控制器。该控制器融合了系统模型的工程设计(MBD)理念,涉及单片机、系统建模、微型电机、自动控制等技术。硬件系统以Arduino单片机平台为控制核心,配有编码器、驱动器、输入/输出等接口;软件系统以Simulink作为实验装置软件开发平台,具备算法设计、仿真、执行、数据实时观测等功能,采用限幅式增量PID控制算法在负载变化的情况下对直流电机进行速度控制,并分析理论控制量与实际PWM控制的区别与联系,实验效果可达到设计要求。整个软硬件系统具有开放性好、实现快捷、安全可靠、成本低等特点,可以完成电机控制等多种算法验证,能够满足新工科人才教学培养与科研需求。

多变量自校正PID调节器与自校正控制器的关系分析

提出了多变量自校正ＰＩＤ调节器的控制律；并与多变量广义最小方差自校正控制器（ＳＴＣ）作了比较。发现ＳＴＣ具有ＰＩＤ的性质。预示了今后的研究方向。