基于模糊免疫PID算法的施肥营养液pH值调节

精准园艺农业中一些作物会对施肥所用营养液有pH值的要求。基于此,本试验设计了施肥营养液pH值调节控制系统。针对在施肥营养液pH值调节过程中出现的非线性、大时迟滞性等问题,采用了基于模糊免疫PID算法来控制pH值。整个算法是基于微控制器STM32F104实现的,采用Matlab软件对算法进行了仿真,在仿真过程中,将模糊免疫PID算法与传统PID算法进行了仿真数据比较,试验结果表明模糊免疫PID算法在调节速度、控制pH的准确性和稳定性方面均优于传统PID算法。最后将模糊免疫PID算法应用于所设计的肥液pH值调节平台,结果表明该算法具有良好的稳定性、准确性。

基于STM32和模糊免疫PID算法的电机调速系统设计

传统的直流电机调速方法通常采用PID控制,该控制方法的原理和实现方式均较为简便。但在当前的工业环境中,控制系统因为综合因素的干扰通常是非线性的,使用传统PID算法对其进行调节,性能较差、准确度较低。针对上述问题,文中对传统PID算法进行了改进,引入模糊理论进行规则制定,通过免疫算法完成系统自适应调节。使用STM32开发板作为硬件平台,以电机为被控对象,采用模糊免疫PID算法对电机转速进行调节。实验结果表明,所设计的调速系统在稳定性以及抗干扰性方面均有良好的表现。在电机转速测试中,转速调节误差均在1%以内,说明所提算法可以对电机转速进行准确调节,系统实时性强且运行稳定。

基于模糊免疫算法的变风量空调系统PID控制

由于变风量空调系统具有惯性大、时间滞后等特点,单独采用常规PID控制往往效果欠佳。本文借鉴生物免疫反馈机理和模糊控制理论,设计了模糊免疫PID控制器,将模糊免疫算法应用于室内温度控制环节,并运用模糊免疫PID控制技术对温室进行仿真试验。试验结果表明,控制环节的精度、鲁棒性、超调量及调整时间都得到较大改善。

基于自适应模糊免疫PID阀门定位器的设计

传统工业阀门定位器具有控制精度低、功耗大、控制方式单一、阀位易抖动等缺点,且其在使用的过程中须进行现场调试才能进一步适应生产要求;为了提高阀门定位器控制系统的适应能力,对控制算法进行了深入研究,设计了一种基于STM32芯片的低功耗阀门定位器;硬件设计以STM32L152芯片为控制核心,外围电路包括4~20 mA转3.3 V电源电路、开度/位移信号转换电路、人机交互模块电路;软件设计采用自适应免疫模糊PID算法替代常规PID算法,实现了阀位控制参数的自整定;在MATLAB中构建阀门各机构数学模型的广义传递函数,搭建仿真电路;最终得出控制系统的调整时间只需0.8 s,且在整个控制过程中无超调量产生;有效提高了阀门的控制精度,避免了阀位的抖动现象。

便携式PCR-CE微流体芯片分析仪控制系统设计

本文设计并开发出用于DNA聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳(CE)分离的微流体芯片分析仪控制系统。本系统采用32位嵌入式微控制器ARM实现PCR扩增所需的3条恒温区的闭环温度控制和毛细管电泳分离功能所需的高压电场自动控制。由于对恒温区温度的精确控制是影响PCR反应的关键因素,因此温度控制系统采用模糊免疫PID算法实现对温度的精确控制,其控制性能优于常规PID控制器。本仪器还包括矩阵式键盘、小型液晶显示屏、串行通信模块和毛细管电泳分离模块。实验结果表明本系统不但完全满足设计要求,而且PCR温度控制更加精确,分析软件功能全面,系统体积小,便于室外使用。

PCR-CE微流体芯片控制系统开发

本文设计具有DNA聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳(CE)分离检测功能的微流体芯片控制系统。本系统采用32位嵌入式微控制器ARM实现PCR扩增所需的闭环温度控制功能,毛细管电泳分离所需的高压电场自动调度功能和毛细管电泳电化学检测功能。采用模糊免疫PID控制算法实现对温度的精确控制,其控制性能远优于常规PID控制器,实现了PCR-CE微流体芯片系统的低成本和小型化。