改进神经元PID无线拥塞研究

神经元PID算法能较好地控制瓶颈节点的队列长度,但当网络环境发生较大变化时,其控制效果往往难以保证。根据Ad Hoc网络环境参量时变的特点,推导了无线TCP/AQM离散模型,在神经元算法的加权系数中引入二次型性能指标。另外神经元增益K是系统敏感参数,而恒定的K值不易适应时变的无线自组织网络,据此设计了一种改进二次型性能指标神经元PID的AQM。仿真结果表明:在动态拓扑、突发流及链路容量变化的Ad Hoc网络中,该改进算法优于PI算法。

永磁直流无刷电机改进的单神经元PID自适应控制仿真研究

电机的控制方法对充分发挥永磁直流无刷电机使用性能起着关键作用,因此将智能控制方法应用到了永磁直流无刷电机的控制中。对永磁直流无刷电机的数学模型进行了分析,在Matlab R2008a+Simulink中建立了永磁直流无刷电机控制系统的仿真模型,为提高系统响应的快速性、稳定性和鲁棒性,提出了将改进的单神经元PID控制方法应用在永磁直流无刷电机的外环控制中。在验证了电机仿真模型正确性的基础上,对采用改进的单神经元PID控制算法的电机控制系统进行仿真研究,并将其仿真结果与普通PID控制算法仿真结果进行比对。研究结果表明,改进的单神经元PID控制方法具有较好的控制效果。

基于改进单神经元自适应PID励磁控制器

介绍了一种新型的基于改进单神经元自适应比例积分微分(PID)的励磁控制器,使神经元比例系数K在线自适应修正。在动态响应初期,误差较大,K取较大,使系统响应具有快速性;进入稳态后,K取较小,确保系统渐趋稳定。描述了该控制器控制算法。该控制器应用自学习、自适应的控制原理,具有一定处理非线性系统的能力。以单机无穷大系统为例,在Matlab/Simulink环境中进行仿真,结果显示,改进单神经元自适应PID控制器结构简单,基本只需整定1个参数即可达到控制要求,且对于不同工况均有稳定的控制效果,体现出良好的鲁棒性。

基于改进单神经元PID的SVC电压调节器

为了提高传统电压调节器的自适应能力,改善其动态调节效果,提出了一种新的单神经元自适应PID控制器的改进算法,并将其应用于SVC控制系统的电压调节系统中。误差较大时,K取大值,确保系统响应的快速性;误差较小时,K取小值,确保系统渐趋稳定。采用MATLAB的S-函数编写了该控制器算法的M语言程序,并在MATLAB/simulink环境下进行了仿真实验。仿真结果表明,基于改进单神经元自适应PID电压调节器的控制系统响应速度快,调节时间短,超调量小,系统动态性能及稳态性能良好。

静止无功补偿器的改进单神经元PID控制系统的研究

提出了一种单神经元PID控制系统的改进算法,实现了神经元比例增益K(k)和学习速率η_i(k)的在线自适应调整功能。该控制系统算法编写的M语言程序,采用Matlab的S函数,将应用到静止无功补偿器(SVC)的控制系统中在Matlab/Simulink环境下进行了仿真。仿真结果表明,基于改进单神经元PID的SVC控制器具有响应速度快、调节时间短、动态性能和稳态性能好等优点。

基于改进单神经元PID算法的平衡小车控制

针对平衡小车强耦合、非线性和自然不稳定等特点以及常规PID控制时存在的平衡困难、可靠性低等缺陷,将常规的PID控制与单神经元控制思想相结合,通过平衡小车装置输入的误差值,根据学习规则自我学习、在线调整各控制环节参数并进行比例、积分和微分控制,再由模糊控制器对其增益系数进行自整定,以此提升系统的自适应能力。最后,通过MATLAB仿真,将所提出的控制器与常规PID控制器进行对比,验证了所提出方法的优越性,并得出改进后的单神经元PID控制器具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。

基于改进单神经元PID算法的变风量空调系统三参数前馈解耦控制

针对变风量空调系统(Variable Air Volume Air Conditioning System,VAVACS)的多参数、非线性且其主要控制回路之间存在强耦合的特性,提出了一种改进单神经元PID算法的前馈补偿解耦控制策略的设计思路。首先,对于3个主要控制回路:冷(热)水流量QCW/HW-送风温度TSA、送风机转速n1-送风静压PSA和室内送风量QSA-空调房间温度或室温Tn,采用前馈补偿方法构建了解耦补偿器的传递函数矩阵,以消除它们之间的耦合效应。其次,设计了改进的单神经元PID算法(Modified Single Neuron PID Algorithm,MSNPIDA)。该MSNPIDA分别依据送风温度TSA、送风静压PSA和室温Tn的误差及误差变化率对相应的3个单神经元PID控制器参数的权值与增益系数进行自适应整定,获取相应的最佳值。最后,借助MATLAB工具,对基于MSNPIDA的VAVACS三参数前馈解耦单神经元PID控制系统进行编程和组态,且仿真运行。结果表明:基于MSNPIDA的VAVACS三参数前馈解耦单神经元PID控制系统在理论上是可行的,且相应的送风温度TSA、送风静压PSA和室温Tn的控制指标能够满足空调工艺的相关要求。

基于模糊单神经元PID控制在煤炭分拣机器人中的应用

针对传统的PID算法在煤炭分拣机器人控制系统中由于其运作过程中出现的时变负载和非线性等问题,系统无法得到良好的性能指标。为此,提出了改进的单神经元PID控制算法来代替传统的PID控制,同时为了进一步提高单神经元PID控制的动静态性能,在该算法的基础上,引入了模糊控制来整定单神经元PID的输出增益。建立煤炭分拣机器人控制的Simulink仿真模型。仿真结果表明:模糊单神经元PID控制具有响应速度快、控制精度高且抗干扰性和鲁棒性强等优点。

2种风力机变桨系统单神经元比例–积分–微分控制策略的比较与分析

针对风力机变桨系统非线性的特点,提出采用单神经元比例–积分–微分(proportional integral differential,PID)进行控制。分析了单神经元PID控制器的特点,建立了数学模型。将单神经元PID算法进行改进,得到改进的单神经元PID控制器。仿真结果表明:2种单神经元PID控制器构成的系统均可实现无超调,具有系统稳定性好的特点;改进单神经元PID控制器较单神经元PID控制器的响应速度更快;2种单神经元PID控制器比常规PID控制器的鲁棒性更强。

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C8051F340的温控仪表设计

针对一类温控对象的特点,采用改进型单神经元PID算法,设计一种以C8051F340为核心的温度控制仪表。得到了在仿真环境下的的测试数据和图形,经实验证实该温控仪表对加热炉等温控对象具有很好的控制效果。