一种开关磁阻电机复合模糊自整定PI控制器设计

针对Matlab/Simulink中开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)模型普适性不高的问题,文章通过对一台三相6/4开关磁阻电机进行有限元仿真,求出转子处于不同位置时磁力线的变化情况,并将磁化特性曲线数据导入Simulink的SRM模型中,使仿真模型更贴合实际电机模型。为提升SRM调速系统动态响应性能,将模糊控制引入PI控制中,结合模糊控制与PI控制的优点,设计了一种复合模糊自整定PI控制器,并优化了SRM调速策略。通过突加负载与突变期望转速仿真实验,验证了所提控制策略的有效性。

模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究

液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。

基于参数自整定模糊PID的BLDC控制研究

为解决传统PID控制在无刷直流电机调速系统中的控制精度低、效果不佳等问题,设计了一种基于参数自整定模糊PID控制的调速系统。通过在Matlab/Simulink仿真软件中建立了无刷直流调速系统的模型,分别采用传统PID控制、模糊PID控制和参数自整定模糊PID控制来对转速环进行调控,而电流环则采用PID控制。通过对比研究结果发现,采用参数自整定模糊PID控制的调速系统具有许多优势。系统的超调量较小,控制效果较好,同时提高了系统的鲁棒性。通过搭建模型并进行仿真实验,证明了采用参数自整定模糊PID控制的调速系统在解决无刷直流电机调速系统控制精度低、效果不佳等问题方面具有优势。这一方法能够有效提升系统的控制性能,并增强系统的鲁棒性。该无刷直流电机的调速系统可以稳定、可靠运行,满足使用需求。

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。

基于模糊自整定PID的绿色建筑室内照明自动控制方法

现有的控制方法节能效果差,调光等级高于固定值。为解决该问题,提出基于模糊自整定PID的绿色建筑室内照明自动控制方法。首先建立照明自动控制色温和光照强度的数学模型,调整和优化模型参数;然后运用模糊自整定PID控制器控制非线性系统,制定模糊自整定PID规则;最后根据色温偏差合理调整输出参数值设定,对模糊自整定PID控制器进行有效设计,根据光照强度的设定值与实际值之间的误差,运用PID控制器动态调整室内光强度,从而完成自动控制。结果表明,应用所提方法后,其调光等级均在24%~35%之间,等级值均低于固定模式,实现了良好的控制效果,节能效果理想。

基于模糊自整定PID控制的真空炉温度系统的设计及仿真

作为一种在低于常规大气压环境下实施的冶金工艺,真空冶炼技术旨在通过降低氧化风险来优化金属及其合金的硬度特性。此技术在稀有金属提炼、特殊合金制备及高端钢材生产中具有越发广阔的应用前景。鉴于传统PID控制在真空冶炼炉温度调控中面临的显著滞后性挑战,为提升系统运行的鲁棒性与精确性,深入探讨了常规PID控制与模糊自整定PID控制的基本原理,并创新性地引入了模糊自整定PID控制策略。利用MATLAB平台中的Simulink模块与Fuzzy工具箱,针对真空冶炼炉的温度控制过程进行了详尽的仿真模拟,重点评估了温控系统的超调幅度与调节速度等关键性能指标。结果显示,与传统的PID控制方法相比,模糊自整定PID控制方案在稳态保持与动态响应方面均展现出显著优势,控制效果更优越。

基于模糊自整定PID的水箱液位控制

水箱液位控制系统具有时滞性、大惯性、不确定性等特点,采用传统的比例积分微分控制器(Proportional-Integral-Derivative,PID)调节难以实现液位的快速、准确调节。因此引入模糊控制理论,利用其自适应学习能力,根据实际情况调节PID控制参数,以更好地适应水箱液位控制系统的参数变化。对水箱液位控制系统进行仿真实验,实验结果表明,模糊自整定PID控制有效减少了系统响应时间和系统超调量,加强了系统的快速响应性和鲁棒性。此外,还通过随机扰动仿真实验验证了模糊自整定PID控制在抵抗干扰方面的有效性。

模糊整定PI参数的双柔性机械臂振动抑制

机械臂伺服驱动系统中柔性因素的存在易导致机械臂输出转速波动,甚至引发系统谐振.为抑制系统转速波动,使机械臂传动系统性能稳定,使用模糊理论整定PI控制器参数的控制策略.根据假设模态法和拉格朗日动力学方程建立了考虑LuGre摩擦模型的双柔性机械臂传动系统动力学方程,并分析了动力学方程中耦合非线性项对系统传动特性的影响.使用极点配置策略确定PI控制器参数的取值范围,后根据模糊规则实时调整控制器参数,以减小伺服系统输出转速的波动,进而抑制系统谐振.最后,借助数值仿真分析和机械臂控制实验,与传统PI控制策略对比,发现本文所述控制策略可使电机端转角跟踪误差绝对值的平均值降低43.066%,柔性负载转角误差的标准差降低46.506%,更加验证了所提模糊规则整定PI控制器参数抑振方法的有效性.

基于模糊控制在线整定新趋近律的速度调节器研究

针对传统指数趋近律滑模变结构控制抖振大和参数整定难的问题,设计了一种新的滑模趋近律并采用模糊控制以实现参数整定。在双闭环直流调速系统中,基于新趋近律设计了速度调节器;同时为了提高趋近律参数整定效率,利用模糊控制设计了趋近律参数在线整定方法,通过模糊控制在线整定新趋近律的滑模参数来提高系统的调速性能。在Matlab/Simulink中搭建直流调速系统的仿真模型,结果表明所设计的新趋近律在抑制抖振和快速收敛方面优于传统指数趋近律,相较于试凑法模糊控制在线整定趋近律参数的效率更高、性能更好。

基于模糊逻辑的空调系统广义预测控制参数整定

针对多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)变风量空调系统(variable air volume,VAV),本文提出了一种基于模糊逻辑和事件触发的广义预测控制(generalized predictive control,GPC)参数整定方法。针对多变量VAV空调系统,基于输出斜率等新型模糊目标参数及高斯双边形隶属度函数建立模糊预测模型,提高了隶属函数拟合度以更贴切地反映系统当前时刻状态。利用麻雀智能算法(sparrow search algorithm,SSA)构建隶属度函数,对GPC控制器中的柔化因子和加权系数进行在线分段整定,有效提升了系统性能。此外,在参数整定过程中,引入事件触发机制(event-triggered mechanism,ETM),在保证控制性能的同时,避免了不必要的控制器采样与更新,降低了系统在线计算量并减少了能源消耗。最后通过VAV空调系统仿真实验验证,证明了本文提出方法的可行性和有效性。

基于LSTM与迁移学习的配电网负荷频率控制PI参数整定方法

在整定配电网络负荷频率过程中,控制器PI参数会受到局部控制迭代影响,在控制层与反馈层形成时间差量,进而造成频率里程偏差。对此,提出基于LSTM与迁移学习的配电网负荷频率控制PI参数整定方法。采用LSTM模型对调频(FM)里程参数进行模型量化,配合迁移学习对负荷频率控制相关参量进行差分更新,构建配电网负荷频率的LSTM模型,进行频率控制的迁移学习优化、PI参数控制约束及PI参数整定输出。实验结果表明,不论是在控制精度上还是在控制稳定性上,均具有良好的性能表现,整定结果满足预期。

基于模糊自整定PI控制和重复控制的单相正弦脉宽调制逆变电源复合控制方案

提出了一种基于模糊自整定比例积分(ProportionalIntegral,PI)控制和重复控制的新型单相正弦脉宽调制(SinusoidalPulseWidthModulation,SPWM)逆变电源控制方案。利用模糊自整定PI控制增强系统抵抗参数变化和各种非线性不确定扰动的能力,改善了系统的动态特性;利用重复控制改善系统的稳态特性和增强系统克服同频率扰动的能力。仿真实验结果表明,该控制方案使正弦波逆变电源系统获得了良好的稳态和动态性能,在系统含有不同扰动频率时仍具有较好的控制品质。

模糊逻辑参数自整定PID复合控制的设计

根据模糊逻辑(FLCR)和参数自整定PID控制理论,对于矢量控制的交流伺服系统,对模糊逻辑和PID控制策略相结合的问题进行了深入研究.采用分层递阶智能控制结构把多种控制策略相结合,并把分层递阶智能控制思想引入到交流伺服系统中,构成了多级式智能复合控制的交流伺服系统,它具有实用性和较强的鲁棒性.

星间光通信精跟踪系统的模糊自整定PID控制及仿真实验

在星间光通信技术中,精跟踪系统对于整个光通信链路的建立和保持至关重要。本文针对精跟踪系统的被控对象——快速反射镜建模得出传递函数,在此基础上进行参数辨识而得出完整的数学模型。采用模糊自整定PID控制器来优化控制效果,提升对扰动的抑制能力。通过Simulink仿真实验对二者的控制性能进行了对比,并在仿真过程中加入扰动量以试验二者的鲁棒性。仿真实验结果表明:模糊自整定PID控制器在精跟踪系统的控制过程中有显著的扰动抑制能力。

模糊PID复合智能控制参数自整定研究

介绍了一种新的Fuzzy+自适应PID控制器的设计原理及参数自整定方法,该方法充分结合了常规PID与模糊控制的优点,将整个控制过程实施分段控制,通过分析PID参数在偏差调节中的作用,采用模糊控制来实现参数自整定。基于该思想,我们利用STC80C52RC设计了一种智能化温度控制仪,通过实践运行表明,其控制效果比常规单一控制更优越。

采用干扰补偿模糊整定的双柔性机械臂抑振策略

双柔性机械臂由柔性关节和变长度的柔性负载组成,会同时受到柔性、摩擦和参数时变的影响,在运动过程中,它会出现振动的现象,导致末端执行器的跟踪精度降低。本文采用基于干扰观测器的模糊整定PI策略控制双柔性机械臂伺服系统的输出转速,通过控制柔性负载的转速波动间接抑制机械臂的振动。根据假设模态法和拉格朗日原理建立了考虑变形的双柔性机械臂伺服系统的动力学方程。根据鲁棒稳定性理论设计干扰观测器中的低通滤波器,使干扰观测器同时满足控制器参数时变和受控对象参数摄动的稳定性。通过数值仿真分析和双柔性机械臂伺服系统控制实验,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,本文提出的控制策略可以更好地消除参数时变和柔性对于输出转速的影响,提高末端执行器的控制精度。

模糊PID控制在倒立摆稳摆中的噪声抑制分析

针对普通PID控制在倒立摆稳摆中不能有效抑制干扰噪声的问题,通过模糊控制算法对PID参量整定进行在线实时调整。在完成模糊PID控制器的设计应用后对倒立稳摆中的噪声抑制效果进行分析,并对影响控制效果的隶属函数选取进行探讨。结果表明:模糊PID参数整定能起到噪声抑制效果,且模糊算法使用方便,适应性强。

倾斜镜的变论域自适应模糊PID控制方法

自适应光学中倾斜镜能否精准稳定地跟踪目标取决于系统控制性能。根据控制系统性能指标的要求,提出一种变论域自适应模糊PID控制方法。根据辨识出的倾斜镜模型,建立倾斜镜的传递函数,并利用Simu⁃link建立系统模型,开展了变论域算法的仿真实验。仿真结果表明,与经典PID控制和模糊PID控制相比,变论域自适应模糊PID控制,无论在时域还是频域都有更小的系统跟踪误差,利用参数自整定的特性克服了系统参数变化对鲁棒性造成的不利影响,具有更好的动态性能。该方法既具有PID控制的鲁棒性,又具有模糊控制的调控能力,同时具备简单有效的参数整定与自适应作用。

基于模糊PID的高炉电气设备启动控制系统设计

高炉电气设备启动控制的主要作用是控制高炉电气设备的启停和运行状态,以确保高炉的正常、安全、高效运行。通过启动控制,可以减少高炉电气设备的损耗和故障率,延长高炉电气设备的使用寿命,提高高炉的生产效率和运行稳定性。同时,启动控制还可以实现对高炉电气设备的监测和管理,及时发现并处理设备故障,保证高炉的安全性和可靠性。设计基于模糊PID的高炉电气设备启动控制系统。以单片机作为核心,设计复位、时钟以及接口电路硬件结构;明确模糊PID参数与偏差导数之间关系,建立模糊参数自整定控制结构,实现对高炉电气设备启动过程参数的控制,并基于主程序、子程序以及中断程序,完成软件结构设计。实验表明:该系统的控制精度更高、超调量较小,使得控制误差较小,可利用该系统控制高炉电气设备,促进工业高炉生产。

永磁同步电机电流环PI控制器参数整定及优化

针对永磁同步电机电流环PI控制器参数自整定依赖电机参数和系统模型精确度的问题,提出一种基于模型与规则相结合的PI控制参数自整定及优化方法。首先,采用直流激励法对电机的电阻和电感进行离线辨识;其次,利用零极点对消法设计出一组合适的PI控制器参数;最后,以这一组PI控制参数为初值,将响应的上升时间、超调量和调整时间纳入综合评价指标中,通过二自由度变量轮换法在PI控制参数初值邻域内优化后得到一组性能最优的PI控制参数。实验结果表明,该方法可以快速整定得到一组合适的PI参数,同时优化后的PI参数控制性能相较于优化前明显提升,响应调整时间减少50%,具有良好的动态性能。