基于模糊神经比例微分积分的静变电源控制

针对静变电源模糊比例微分积分(模糊PID)控制隶属度和控制规则一旦确定后无法更改等不足,为提高静变电源输出电压的质量,提出以模糊神经比例微分积分(模糊神经PID)控制代替模糊PID控制。利用神经网络自学习的特点完善和调整模糊逻辑规则,并与PID稳态控制性能的优势相结合,实时地对静变电源电压控制量进行调整。仿真结果表明,模糊神经PID控制系统具有良好的鲁棒性和自适应能力,对干扰也有较好的抑制效果,解决了模糊PID控制器在静变电源控制中的精度不太高、自适应能力有限的难题,满足了静变电源输出的要求。

基于模糊比例积分微分算法的汽车半主动悬架振动分析

为提高汽车的平顺性和舒适性,针对半主动悬架系统,建立1/4车辆简化模型,引入模糊控制策略,结合比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制以解决悬架运动过程中PID控制器参数不可变而引起的控制效果不理想等问题。并通过软件进行仿真分析,同时在相同参数下与单纯由PID算法控制的悬架以及被动悬架进行对比分析。仿真结果表明,基于模糊PID算法的半主动悬架能够更加出色地应对道路不平对汽车所造成的冲击,降低垂向振动,提高车辆驾驶稳定性。

基于图像视觉伺服的模糊比例积分微分控制系统

针对传统比例积分微分(PID)参数难整定、控制性能不理想等问题,将模糊控制理论与PID控制器相结合,构成模糊PID控制器。采用Eye-to-Hand视觉模型,引入图像视觉伺服机制,通过图像获取误差信号来实现对PID控制器三个参数Kp、Ti和Td的实时在线自适应调整。最后在以PC机、CompactRIO、NI-9401、互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像头、电机驱动器及无刷直流(DC)电机组成的打孔机视觉伺服运动控制系统上完成了实验。结果表明,基于图像的视觉伺服模糊PID控制器相对于传统PID控制器响应速度提高了60%,超调量降低了80%,鲁棒性也更好;不仅能提高孔的定位精度,还能边加工边检测。

双模糊免疫比例积分微分下的水力发电机组调速器研究

针对一般水力发电机组调速器不能根据系统的动态过程自动调整比例、微分、积分增益的缺点,以水轮机调速器为控制对象,提出了一种基于双模糊免疫比例积分微分(PID)控制算法.该方法在常规免疫PID算法的调节比例增益的基础上,将微分增益调节系统中的采样时刻偏差的微分作为抗原数量,建立了调节微分增益的模糊免疫系统.采用2个模糊免疫系统分别调节比例、微分增益,并通过模糊推理求解积分参数的变化量.仿真实验表明,所提算法在系统设计工况、系统参数摄动及外部干扰的情况下,能将水力发电机组的超调量降低28%,调节时间缩短5%.

模糊反馈增量式比例积分微分油气悬架控制

为了提升工程车辆的行驶平稳性,以工程车辆油气悬架为研究对象,以车身加速度为主要优化目标,设计了基于模糊反馈的增量式比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)油气悬架控制系统。对被动悬架,增量式PID和模糊反馈增量式PID控制器进行仿真,对车身垂向加速度、车轮动载荷、悬架动挠度和控制力4个指标进行分析。选取C级路面和车辆行驶速度作为油气悬架系统输入激励,在降低车身垂直加速度的前提下,着重解决增量式PID控制器存在的问题。仿真结果表明,与传统被动悬架系统相比,基于模糊反馈的增量式PID控制油气悬架系统的车身垂向加速度的均方根值降低52%、悬架动挠度降低24%、车轮动载荷降低了44%。与增量式PID相比,悬架动挠度降低了69%,且基于模糊反馈的增量式PID控制器相比较于传统增量式PID控制器其输出控制力降低了86%。因此可以证明,基于模糊反馈的增量式PID控制器,不仅可以提升油气悬架系统综合动态性能,对改善车辆行驶的平顺性和操作稳定性,具有较好的应用前景,且其在经济性和环保性方面同样更具优势。

基于补偿与模糊比例积分微分控制的凸轮刀系统定位研究

以四步切割机项目的凸轮刀系统为研究对象,针对比例阀存在较大死区、具有时变非线性特点,以及凸轮刀系统存在响应滞后等问题,基于补偿与模糊比例积分微分控制对凸轮刀系统的定位问题进行研究,提出将模糊比例积分微分控制与自适应死区补偿相结合的自适应控制方法。通过计算机软件搭建凸轮刀系统的仿真模型,设计加入自适应补偿的模糊比例积分微分控制器,并对凸轮刀系统的定位进行优化。通过试验对比确认,所提出的自适应控制方法对系统输出具有良好的校正作用,能够有效改善凸轮刀系统的定位性能。

气动比例位置系统优化模糊PID控制方法的研究

在建立气动比例位置控制系统数学模型和分析其特性的基础上,设计了常规比例-积分-微分(PID)控制器,引入优化设计理论,通过不断的仿真实验,获得一组优化的PID控制参数,以此作为初始值,设计模糊PID控制器.基于LabVIEW设计了系统实时控制程序,通过实验研究,不仅可以实现PID的在线自整定控制,而且实验结果证明所设计的控制器可行,具有较好的控制效果.

基于分数阶微积分的模糊分数阶控制器研究

在分析分数阶微积分的基础上,提出了一种新型模糊分数阶比例积分微分控制器.分数阶微积分将传统控制器中的积分和微分的阶数扩展到任意实数,为控制器的设计提供了比传统整数阶更好的性能扩展.结合分数阶比例积分微分控制器和模糊控制逻辑,用分数阶比例积分微分单元代替传统的模糊比例积分微分控制器中的比例积分微分单元,构建了模糊分数阶比例积分微分控制器的结构,采用模糊逻辑推理和Tus-tin离散方法实现了模糊分数阶比例积分微分控制器的计算.最后,用数字仿真方法和不同条件下的对比分析验证了新型模糊分数阶比例积分微分控制器的优良控制特性.研究结果表明,设计的新型模糊分数阶比例积分微分控制器对非线性和参数不确定性具有较强的鲁棒性.

基于模糊PID的随动系统优化设计与仿真

该文介绍了模糊控制,PID(比例-积分-微分)控制,以及两者柔性相结合的模糊逻辑在线整定PID(比例-积分-微分)控制原理;结合目标系统的特点,将该方法应用于随动扫描系统以进行优化设计,并利用simu link对优化后的系统进行目标跟踪和抗干扰仿真,分析仿真所得到的输入输出曲线和PID参数变化曲线,结果表明系统的随动灵敏度和抗干扰能力得到了明显改善,继而设计了实现该方法的原理电路,完成了系统的优化设计,同时通过仿真试验进一步分析了模糊PID的内部工作机理,奠定了理论创新的基础。

利用模糊算法实现光学谐振腔锁定优化(特邀)

光学谐振腔不仅可以增强激光和物质的相互作用,而且能够抑制激光的噪声,是开展精密测量、量子光学等研究的重要工具。激光和光学谐振腔共振的稳定锁定是其应用的关键。然而,在实际环境中锁定效果会受机械振动、温度变化等因素的影响。提出了将模糊算法应用于PDH(Pound-Drever-Hall)技术,使比例积分微分控制器的三个参数能够根据外界环境变化进行调节以实时获得最优参数,有效提升了光学谐振腔的锁定的抗干扰能力。如果外界干扰仍然过大以至于失锁,系统可以使其自动重新锁定。该系统有效增强了光学谐振腔的实用性,为光学谐振腔在精密测量、量子光学实验中的应用提供了技术基础。

基于最优模糊PID温度控制方法研究

针对某智能大厦空调的温度控制系统,引入了一种新的模糊推理方法,设计了模糊PID控制器。该模糊推理方法将优化和反馈的思想引入推理过程中,依据不同的优化指标进行推理,使推理过程更为有效,论文给出了应用该推理方法的具体过程。以建立起的温度系统模型为基础,设计了基于最优模糊推理的温度系统模糊PID控制器,进行了仿真研究,仿真结果和实际运行表明了该控制方法具有强鲁棒性和良好控制品质。

基于GA优化的模糊PID塑料挤出机温度控制系统设计

在塑料挤出机生产加工过程中,温度的响应速度和稳定性是影响塑料产品质量的关键因素。为解决塑料挤出机温度系统存在滞后性、高超调量和抗干扰能力低等问题,在传统比例-积分-微分(PID)控制方式和模糊PID控制方式的研究基础上,提出基于遗传算法优化的模糊PID塑料挤出机温度控制系统。新系统设计结合了塑料挤出机的主要结构功能和工艺参数,对塑料挤出机模糊PID控制系统参数进行优化,应用遗传算法对模糊控制器隶属函数进行动态优化,降低模糊规则的主观和盲目性。此外还利用MATLAB与Simulink环境进行仿真,通过3组控制方式的仿真波形曲线对比分析得出,基于遗传算法(GA)优化的模糊PID在控制效果方面优于模糊PID控制和传统PID控制,且其控制系统无超调、上升时间短、抗干扰能力强。因此基于GA优化的模糊PID塑料挤出机温度控制系统稳定性更强、温度控制精度更高,满足了塑料挤出机对温度控制精度的要求。

基于模糊PID的四旋翼姿态优化控制

比例积分微分(PID)控制是目前主流、行之有效的控制方式,然而随着被控对象越来越复杂,如四旋翼这种具有强耦合、非线性、时变性等特征的数学模型,PID控制显得难以胜任。基于此,本文提出了一种用粒子群算法(PSO)进行PID参数整定,进而完成增量式模糊串级PID控制的设计方法。针对模糊规则优化难的问题,提出了用模拟退火算法优化规则表的策略进行四旋翼姿态优化控制研究。Matlab仿真结果表明,大角度输入的非线性系统在快速性上有大幅提升,且稳定性强。

基于模糊PID的烘干炉温度控制研究

在工业生产中,温度控制是确保产品质量和生产效率的重要环节。传统PID控制方法应用广泛,但在实现高精度控制方面存在局限。提出了一种基于常规PID控制并引入模糊控制的新方法。通过实时调节PID的3个关键参数,提高温度控制的精准度。利用Simulink工具构建仿真模型,并进行仿真分析。对比传统PID与模糊PID的控制效果,结果显示,模糊PID控制策略在控制精度和稳定性方面均优于传统PID方法。详细阐述了模糊PID在PLC中的实现过程,以期为工业领域的应用提供有价值的参考。

直线电机式主动悬架结构优化与控制仿真研究

为了弥补汽车被动悬架没有主动控制力的缺陷,设计了一种基于传统被动悬架结构的直线电机式主动悬架。在被动悬架中加入直线电机,可以增加主动悬架的阻尼力,降低汽车的振动。首先,对直线电机的结构进行设计;其次,运用ANSYS/Maxwell磁场分析软件和控制变量法,优化直线电机各部分结构尺寸参数,结果表明,直线电机电磁推力的波动降低了83%,同时稳态推力提升了10%;最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建直线电机式主动悬架的仿真模型,使用模糊比例-积分-微分(proportion integral differential,PID)对直线电机式主动悬架系统进行控制,分别在时域和频域进行分析,结果表明,相较于被动悬架,直线电机式主动悬架的车身加速度、悬架动挠度、轮胎动荷载都得到了有效抑制,车身加速度功率谱密度也有了大幅度的降低,有效地提高了车辆平顺性和操纵稳定性。

基于遗传算法优化的模糊PID恒温水浴控制系统

文章提出一种基于遗传算法优化的模糊PID恒温水浴控制系统。遗传算法通过编码、构造适应值函数、选择、交叉和变异优化得到模糊PID控制中的模糊控制规则表,以实现精准控制恒温水浴的温度。系统仿真结果表明,所提出的温度控制系统不仅能够提高调控的速度,而且保证调温过程的稳定性。

基于模糊自适应PID的煤矿提升机变频调速控制方法

煤矿提升机通常需大功率电动机提供动力,能源消耗巨大,导致煤矿提升机控制波特率较小,因此,设计一种基于模糊自适应PID的煤矿提升机变频调速控制方法。根据煤矿提升机的实际工况和性能要求,选择适当的变频调速范围。运用模糊自适应PID方法,根据煤矿提升机的实时状态和控制目标,确定变频调速的控制参数。通过模糊控制器的模糊化处理以及PID控制器的精确调整,实现对煤矿提升机变频调速的自动控制。实验结果表明,基于模糊自适应PID的煤矿提升机变频调速控制方法,控制波特率均在120bps/h以上,证明该方法对于煤矿提升机变频调速控制具有良好的控制效果,为煤矿提升机的安全、高效运行提供有力保障。

基于模糊PID的打磨头角度控制策略研究

在进行风电机组叶片表面打磨工序时,需要控制打磨头的径向与叶片表面保持垂直。对打磨头的角度调整问题进行分析和研究,通过分析打磨头的结构构成与运动轨迹,建立打磨头伺服系统的数学模型。基于角度变化引起的重力转矩补偿量,提出一种模糊比例-积分-微分(Proportion-Integral-Differential,PID)的角度伺服控制系统。Simulink仿真验证结果表明,重力补偿后模糊PID控制方法的打磨头伺服系统响应速度更快、误差更小,能够较好地调整打磨头的角度。

煤矿井下自动化钻机钻速模糊PID自适应控制方法

为提高井下作业质量,实现对钻机在工作中转速的精确、高效控制,以某煤矿工程为例,开展其井下作业过程自动化钻机钻速模糊比例-积分-微分(Proportion Integral Differential,PID)自适应控制方法的设计研究。根据钻机的动力系统,建立钻机动力函数,计算钻机推力,建立煤矿井下自动化钻机数学模型。将输入变量(转速误差、误差变化率)精确值转换为模糊集合的隶属度,设计基于模糊PID的钻机转速输入控制。在钻机上安装多种传感器,实时监测钻机的各项工作参数,利用模糊PID控制器,进行自动化钻机转速的自适应调节。对比实验结果表明:设计的方法可以实现对钻机转速的快速、准确控制,保证钻进速度的稳定性。

基于变论域模糊控制的风机叶片颤振抑制

针对时变、滞后、非线性的风力机叶片系统,基于变论域思想,设计出一种变论域最优模糊比例积分微分(proportion intergration differentiation,PID)控制器,解决叶片经典颤振断裂失效问题。叶片结构模型采用基于弹簧-质量-阻尼器的典型截面模型,结合经典颤振稳态气动力模型,得到叶片气动弹性方程。通过变论域最优模糊PID控制器给出变桨信号,同时二阶变桨激励器执行变桨动作,进行颤振抑制。根据时间乘绝对误差积分准则(ITAE)准则,通过寻优得到PID最优初始值。仿真结果表示,与增量式模糊PID相比,变论域最优模糊PID控制器可动态调整论域范围,收敛时间快、幅值更低且具有良好的通用性。