基于Mahony滤波器和PID控制器的四旋翼飞行器姿态控制

四旋翼飞行器由于其简单的气动布局和复杂的动力学模型在控制领域引起了研究热潮，姿态估计与控制器设计一直是实现四旋翼飞行器稳定飞行的难点。为实现精确的四旋翼飞行器姿态估计，首先分析了IMU传感器示值组成和误差存在的原因，然后在方向余弦矩阵（DCM）和重正交化的基础上，具体给出了Mahony滤波器的实现流程。通过与扩展卡尔曼滤波器对比表明，该算法不仅能保证很高的姿态估计精度，而且计算时间小于扩展卡尔曼滤波器，有助于提高系统姿态估计的实时性。结合Mahony滤波后的姿态信息，采用嵌套PI-PID控制策略设计了控制器。最后，将姿态估计算法和控制算法应用到实验平台上，可以实现四旋翼飞行器悬停和角度跟踪功能。

一种基于电源周期平均模型的单相PWM逆变器准PID控制器

提出了一种基于电源周期平均模型的单相PWM逆变器准PID控制器,其来源于对三角波比较控制方法的深入分析,从而为常用PI控制器的参数整定提供了比较严谨的理论公式,使参数整定变得快捷。由于准PID控制器自身已具备比较优越的性能,因此可为中低档逆变器直接采用,或用作高精度智能PID控制逆变器的初始状态,以保证系统启动的稳定性和安全性,并且使智能控制算法能更好地发挥其优势。准PID控制器的提出同时也说明了单相PWM逆变器不适宜使用严格的PID控制器的原因。

主动队列管理的PI/PID拥塞控制器的调节(英文)

主动队列管理是一类重要的互联网拥塞控制策略。然而,要调节控制参数以达到性能目标是比较困难的,目前,许多研究工作致力于寻找简明有效的调节方法。提出了网络拥塞控制中主动队列管理的PI/PID控制器的一个简化模型,给出了控制器参数调节的经验公式。仿真结果表明,新的拥塞控制器简单易行,并具有系统响应时间短、网络流量吞吐率高等优点。

电子压力控制器PID算法的研究

随着自动控制技术的发展，精密气压产生与控制技术的应用越来越广泛。而传统的阀门控制器控制精度不够，运行速度缓慢，且价格昂贵，已不能满足这方面的要求。 本文着重介绍一种了基于英飞凌XC164单片机和PI控制算法的电子压力控制器，以及借助此装置对实现精密压力控制的探索。

一种全局渐近稳定的适用于二阶积分系统的饱和PID控制器

针对二阶积分系统,本文设计了嵌套饱和函数形式的PID控制器。通过综合运用不变区域、相平面分析与前向系统的相关理论,层层剥离饱和函数的限制,最终将控制器归结为无饱和约束的PID形式。在无干扰存在时,可以证明系统是全局渐近稳定的;在存在干扰时,则至少能证明系统是输入-状态稳定的。相对于文献中已有的利用奇异扰动值理论研究具有积分饱和约束的方法,本文为积分系数的选取提供了一个可以明确计算的上界。文章最后通过数值仿真验证了理论的正确性。

pH过程的FNNC-PI控制研究

在化工、生物及废水处理工程中 ,大量存在着的 p H过程需要得到精确的控制。由于 p H过程是一个具有严重非线性及滞后性的被控对象 ,传统的 PID控制或非线性 PID控制难以达到理想的控制效果。这里给出了一种模糊神经网络控制器与传统 PI相结合的控制方法 ,即 p H过程的 FNNC- PI控制方案 ,该方案能很好地处理 p H过程的严重非线性和滞后性 ,而且具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。

新型解耦控制器的设计及其应用

基于传统的解耦方法和内模控制理论,提出一种采用单位反馈结构的PID/PI解耦控制器的解析设计方法,通过适当地添加补偿项,消除控制器中可能包含的不稳定因素,使得这种新型的解耦控制策略适用于含有多时滞和右半平面零点的双输入双输出系统.该方法克服了现有数值化求解方法的局限性,可在线调节解耦控制器的控制参数,使系统达到较好的动态性能和鲁棒性能.同时,对于存在乘性不确定性的被控过程,分析了控制系统满足标称性能和鲁棒稳定性的充要条件,并由此确定出控制器参数的调节范围.将这种新型的解耦控制策略应用在四容(阶)水箱试验中,仿真验证了其优越性.

基于模糊PI的永磁同步电机矢量控制

针对永磁同步电机矢量控制系统中,传统PID控制器对永磁同步电机控制性能效率不高以及对工作环境变化的适应性能不良等问题,首先,在两相旋转坐标系下采取双轴理论建立永磁同步电机数学模型;接着,采用模糊控制理论对永磁同步电机矢量控制系统中转速环传统的普通PID控制器进行改进研究,深入地从理论层次研究分析建立得到模糊PI控制器。在Matlab/Simulink环境下建立基于模糊PI控制器的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,并且将建立得到的模糊PI控制器引入永磁同步电机矢量控制系统进行仿真实验。实验结果表明,模糊PI控制器相对于传统的PID控制器具有更加优越的动态性能和稳态性能。

树障清理空中机器人刀具调速系统控制器设计

树障清理空中机器人的刀具系统在进行切割作业时存在负载扰动,且刀具电机的电机参数会有摄动情况的发生,若使用常规的双闭环 PI控制,会存在动态性能欠佳、超调大、适应性差等不足,而且在给定转速突变的情况下可能会导致 Windup现象。针对以上问题,为防止给定突变时产生 Windup现象,电流环控制器采用了一种在反计算 Anti Windup方法基础上改进的变结构 Anti Windup PI控制方法。为提高系统的自适应能力,将模糊控制思想与PID控制思想相结合,设计了转速环的模糊 PID自适应控制器。最后通过仿真与实物实验对提出的控制器的可行性进行验证。结果表明,控制器对系统参数变化有很强的自适应能力,且对负载的扰动有很强的抑制能力,给定转速突变时系统有较快的动态响应且超调较小。

自校正PI控制的探讨

探讨了一种实用的通用型ＰＩ自校正调节器，其主要特点是利用被控对象输出波形的“特征向量”整定ＰＩ参数．整定过程中将整定规律分段线性化，使得校正过程简单、调整速度快，并且由于专家知识的运用，对被控对象模型不要求精确辨识，实用面广．

一类综合型的渗碳模糊控制系统

渗碳过程是一种大滞后、强干扰、多变量、不确定的复杂生产过程 ,难于建立精确的数学模型 ,采用传统的控制方法加人工经验无法得到满意的控制效果。本文针对某厂的料盘推送式无罐连续渗碳生产线的特点 ,设计了一类综合性渗碳模糊控制系统 ,分别设计了模糊PI控制器和混合型PID模糊控制器。大量的仿真实验证实其控制效果明显优于常规PID控制器 ,鲁棒性很强。从而有助于提高渗碳处理的质量 ,获取稳定的渗碳结果。

永磁同步电机分数阶微积分控制方法研究

为改善永磁同步电机系统动静态性能,提高系统鲁棒性,该文引入了一种新的速度调节方法——基于分数阶微积分的控制策略。相对于整数阶PID控制器,分数阶PIλDμ控制器多了两个可调参数,可以取得更好的控制效果。针对永磁同步电机调速系统,构建了基于分数阶速度反馈的闭环系统。仿真结果表明,分数阶PIλDμ控制器的控制效果明显优于整数阶控制器,分数阶控制器的控制系统频率特性优良,在系统负载突变时具有较好的鲁棒稳定性。

分数阶微积分及其在飞行控制系统中的应用

介绍了分数阶微积分的历史、定义、性质及国内外研究状况,分析了分数阶PIλDμ控制器的特性、参数整定、稳定性条件、数字实现方法及其在飞行控制中的发展前景。研究表明,分数阶控制器具有更大的灵活性、更强的鲁棒性,并能提高系统的稳定性和精度,在飞行控制系统中有广泛的应用前景。

静液压传动车辆的复合控制

针对柴油机为动力的静液压传动车辆设计了由两个模糊控制器、一个模糊自适应PI控制器和一个PID控制器组成的复合控制系统,并利用柴油机外特性曲线对柴油机工况进行优化,使柴油机根据静液压系统的功率需求自动进行调速,解决了使用中柴油机过载保护,利用柴油机转速补偿车速和静液压传动系统的时变非线性控制等问题。

多变量控制算法在重大装备中的应用研究

提出了基于伴随矩阵的多变量解耦控制方法,不仅对耦合回路实现了完全解耦,而且独立设计的分散控制器也得到了满意的控制效果。最后,将此方法在球磨机装备中进行了仿真应用,结果也表明该方法是一种有效且简单易行的控制方法。

基于分数阶自抗扰技术的核电站稳压器压力控制

针对传统PID在复杂的核电站稳压器控制系统中无法获得良好的控制效果的问题,提出了分数阶自抗扰控制器(FOADRC).该控制器将分数阶控制器与自抗扰控制器相结合,不仅具备分数阶控制器的快速与高精度特点,还具备自抗扰控制器的强鲁棒性和抗扰动性能,解决了ADRC技术中非线性状态误差反馈控制律调参较困难的问题.建立的稳压器压力控制的Simulink仿真模型表明,分数阶自抗扰控制器与传统PID控制和ADRC控制相比具有更加优良的性能指标.

移动机器人双闭环双智能控制系统研究

本文基于数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A,将BP神经网络、模糊控制分别应用于双闭环的电流环和速度环中转速调节器,设计出双智能闭环转速控制器;结果表明此方法与传统方法相比有很好的工程参考价值。