一种改进的α-β-γ滤波器和PID控制器

在分析卡尔曼滤波器和α-β-γ滤波器的基础上,提出了一种改进的α-β-γ-θ滤波器的离散形式和连续形式,设计了一种具有鲁棒性能的改进型的PID控制器。通过理论推导,证明了所设计的α-β-γ-θ滤波器是n阶系统(可以近似为2阶系统)的一个一致渐近稳定的3阶状态观测器,并给出了α-β-γ-θ滤波器的稳定性与α,β,γ,θ参数选择的之间的关系。同时对α-β-γ-θ滤波器和改进型的PID控制器进行了实验仿真,并将其应用到发电厂的热工控制系统技术改造项目中,案例研究表明所设计的α-β-γ-θ滤波器和改进型的PID控制器能取得良好的控制效果。

一种改进的动态设定值PID控制算法

PID控制器是一种调节控制器,具有良好的稳定性和可靠性,是工业控制的主要技术之一。它根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量。传统PID控制算法的微分项抗干扰能力较弱,经常出现输出值和反馈值突变的现象,对动态控制环境适应不足,尤其在多设定值时无法满足控制要求。为了减少设定值改变时微分项引起的输出值和反馈值的震荡,在增量式和微分先行式算法的基础上,对PID控制算法做出进一步改进,并与传统PID控制方法进行比较。理论值及测试结果均显示改进的PID控制算法在改变设定值附近的输出和反馈震荡减小,全变分模型比较的结果表明改进的PID算法输出值曲线最平滑,此种方法能够提高动态设定值控制系统的稳定性和精准性。

一种可穿戴式髋关节外骨骼的设计与仿真

为增强下肢外骨骼机器人在医疗方面的康复效果,通过研究人体运动机理及人体髋关节运动数据,设计了一款基于电动机驱动的髋关节外骨骼机器人。首先,对髋关节外骨骼进行结构设计,并建立髋关节外骨骼动力学模型;其次,基于经典PID控制,提出了一种基于改进单神经元的PID控制器;最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建控制模型并进行仿真实验。仿真结果表明,该控制系统能够使髋关节外骨骼实现良好的跟随效果,提高运动的柔顺性,具有一定的研究意义。

基于安全路径及丢包补偿的无线控制系统的丢包控制

工业无线传感器网络(IWSN)可以为控制系统提供无线通信,然而,工业环境和攻击引发的数据包丢失等问题会显著降低IWSN控制系统的性能,甚至会破坏整个系统的稳定性.对此,采用构造通信数据路由的安全路径以降低丢包率与改进的PID控制器进行丢包补偿的组合方案,减小攻击对IWSN控制系统稳定性的影响.在OPNET和Simulink/TrueTime平台进行联合仿真实验,以倒立摆作为被控对象,模拟控制系统在具有不同攻击节点数目的IWSN中的系统稳定性能.仿真结果表明,安全路由路径和改进的PID控制器能够极大地提高控制系统的稳定性.