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。

无刷直流电机模糊PID控制系统研究与仿真

针对传统PID控制方法在对无刷直流电动机进行控制时精度低、抗干扰能力差等缺点,提出了一种参数自适应模糊PID控制方法。首先建立了无刷直流电机的动态数学模型,并对其转速进行模糊PID控制。介绍了模糊PID控制器的设计方法,应用MATLAB实现了系统设计和仿真。最后对PID控制和模糊PID控制的仿真结果进行对比分析,结果表明:模糊PID控制方法使无刷直流电机控制系统具有更好的动、静态性能和抗干扰能力。

基于免疫模糊PID的EPS控制仿真研究

研究提高汽车电动助力转向系统(EPS)的助力转向性能和轻便性的优化控制问题。传统PID控制参数优化前,需专家知识经验,且响应能力和跟随性能较差,影响EPS控制性能。为了提高EPS助力转向性能和轻便性,提出了采用免疫反馈控制和模糊控制相结合的免疫模糊PID控制EPS转向柱转角的策略。首先,在EPS数学模型的基础上,建立输入为转向盘转角、输出为转向柱转角的EPS系统助力特性模型,并设计了免疫模糊PID控制器。其次,根据稳定性试验的相关标准,选取不同的转向工况,在Matlab中进行EPS控制仿真,并与常规PID控制的EPS进行比较,通过加入干扰验证改进算法的鲁棒性。结果表明改进算法能有效地提高EPS系统的快速响应能力和跟随性能,改善转向系统的助力转向性能。

基于模糊算法的无人驾驶压路机自动碾压控制

针对无人驾驶振动压路机在自动碾压作业时的路径跟踪误差影响整体碾压作业质量的问题,提出了基于模糊算法的路径跟踪控制方法.建立了压路机整体运动学模型和液压动力转向系统模型,设计了基于预瞄的航向跟踪算法和模糊比例-积分-微分(PID)控制器来实现对自动碾压误差的控制.通过无人驾驶压路机路径跟踪控制模型的仿真和现场自动碾压试验对自动碾压控制性能的验证,表明基于预瞄的航向跟踪模糊PID控制较普通PID控制在无人驾驶振动碾压过程中具有更好的控制性能,显示了模糊控制算法的有效性与优越性.

基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真

在飞机防滑优化控制问题的研究中,存在飞机防滑刹车系统响应速度慢、抗干扰能力差等问题。由于飞机着陆时发动机处在慢速工作状态,防滑系统处于复杂的非线性过程。为提高刹车效率,提出将遗传算法优化的模糊控制应用到飞机防滑刹车系统中。采用遗传算法对采用"串联二进制编码"的隶属函数参数进行联合优化,并将优化过的控制规则用于设计模糊控制器。将设计的控制器和刹车系统模型在Simulink环境下进行数字仿真。仿真结果表明,遗传算法的模糊PID控制,在飞机防滑刹车控制中,具有良好的控制效果和抗干扰能力,为防滑刹车系统控制设计提供了一条新的手段。

微波加热沥青路面再生修复机温度模糊自适应整定PID控制

针对沥青路面修复机控制系统,应用模糊控制理论与传统PID控制的原理,设计了一种基于单片机的模糊自适应PID温度控制器.根据沥青路面修复要求实现的功能建立了温度控制系统的近似数学模型,对系统先后进行各种控制仿真,通过仿真发现,系统中模糊整定PID控制算法的动态性能比PI,PID和可积分分离的PID控制的性能要好,且具有较强的抗干扰能力,为复杂系统建模提供了一个有效途径.

基于虚拟阻抗和模糊PID的微电网下垂控制策略

在低压微电网中,当系统负荷发生波动时,P-V/Q-f下垂控制对功率分配、系统电压和频率同时进行控制的精准度就会下降,从而导致电网系统稳定性减弱。针对此问题,提出基于虚拟阻抗和模糊PID的低压微电网下垂控制策略,通过引入虚拟阻抗和模糊PID控制器,在改变系统阻抗的同时,自适应调整下垂系数,综合解决低压微电网在孤岛运行时出现的问题。最后,搭建了Simulink仿真平台验证其可行性,并将三种控制方式进行电压和频率的比较,结果表明:该策略可有效提高功率分配并抑制在负荷波动时的系统电压和频率的震荡,总体上提升系统稳定性。

智能微位移主动隔振模糊PID控制系统

为了解决精密加工设备的微位移隔振问题,研制了一种以压电陶瓷为作动器的智能微位移主动隔振系统。在现有数据采集系统和激振器的基础上搭建了相应的实验平台,提出将模糊-比例积分微分(fuzzy-proportional integral derivative,简称Fuzzy-PID)算法理论应用到微位移的主动隔振控制中,在实验室虚拟仪器工程平台(laboratory virtual instrumentation engineering workbench,简称LabVIEW)环境下开发了整个系统的算法控制程序,分别在扫频、随机和正弦激励信号下进行了微位移主动隔振实验。实验结果表明,受控后的振动位移大幅度降低,验证了该方法对微位移主动隔振的有效性。

基于模糊PID的飞机液压助力器系统动态仿真

基于控制理论建立了飞机液压助力器的数学模型,针对被控对象非线性和时变性的特点,运用模糊控制理论,设计了模糊+PID控制器,并将其与常规PID控制、P控制进行比较论证,在单位阶跃信号的作用下,运用Simulink对系统模型进行仿真。结果表明,模糊+PID控制与常规PID控制、P控制相比,具有实时性较好、响应速度较快和抗干扰能力较强等特点,具有模糊控制和PID控制的双重优点,提高了系统的综合性能,获得了良好的控制效果。

基于改进模糊PID的自动导引车纠偏控制研究

针对传统模糊比例-积分-微分(PID)控制器对自动导引车(AGV)路径跟踪精度低的问题,提出一种基于比例调整和积分分离的模糊PID纠偏控制方法。首先分析并建立AGV的运动学模型;其次设计模糊PID控制器的输入输出隶属度函数及模糊控制规则;最后对模糊控制器输出的比例项和积分项以偏差的大小为依据分别进行比例调整和积分分离。仿真实验表明:积分分离可以有效降低系统超调量,比例调整加快系统的响应速度,本文设计的纠偏控制器具有快速性和稳定性等优点。

离心选矿系统模糊解耦PID设计

针对离心选矿系统强耦合、非线性等问题,提出一种基于自适应粒子群优化(APSO)算法优化模糊解耦比例-积分-微分(PID)控制器的智能方法。先利用模糊解耦算法设计模糊PID控制器,实现给矿流量和给矿质量分数分别由给水量和固体给料量直接控制,再引入APSO算法对模糊PID控制器的参数进行动态优化。仿真与实验结果表明:该方法具有响应速度快、超调量小等特点,且选矿机铁精矿富集比有显著提高。

基于模糊PID复合控制的异步电动机软起动器的设计

针对异步电动机直接起动电流较大的问题及传统比例-积分-微分(PID)控制和模糊控制在异步电动机软起动控制中的比较,提出了1种基于模糊PID复合控制的异步电动机软起动器的设计方法。根据对电动机起动特性的分析,在异步电动机起动的不同阶段分别采用模糊控制和PID控制,以达到最佳的起动效果。仿真结果表明,这种复合控制方法解决了常规PID控制参数整定困难的问题,并克服了模糊控制存在静差及振荡现象的缺点,因此这种复合控制方案是正确的、可行的。

变风量空调系统模糊自适应整定PID控制的仿真

针对变风量(VAV)空调控制系统采用单纯的比例-积分-微分(PID)控制该系统很难达到其节能和舒适的作用。采用将模糊控制与PID控制两种控制方法相结合用于该空调控制系统中,并通过仿真工具对两种控制方法分别进行动态仿真,其结果表明模糊自适应整定PID控制比单纯的PID控制具有更快的动态响应、更小的超调,具有较强的鲁棒性,其节能和舒适效果明显。

基于模糊PID的助行外骨骼机器人控制研究

为了研究外骨骼机器人的步态控制,提出了一种基于模糊PID的算法,首先给出机器人的一般增量式PID控制算法,然后根据机器人关节角度误差和误差变化量的参数,选择了隶属函数,最后结合实际操作经验,建立了模糊规则表,完成了对PID参数的在线自整定。试验结果表明,模糊PID控制方法能够使外骨骼机器人平稳运动,初步实现了机器人的步态控制。

模糊PID控制的光束指向稳定系统

激光束指向稳定技术通过控制激光束稳定输出,以实现对运动目标的瞄准,提高跟踪精度。基于单个快速反射镜(FSM)光束指向稳定原理,通过Zemax光学仿真,针对单个FSM光束指向不稳定的问题,建立基于双FSM的光束指向稳定模型,根据入射激光偏转角度的变化得到光斑移动轨迹;比较单、双FSM系统理论光束指向误差范围。为使FSM具有良好的跟踪能力,实现偏转角度的精确输出,基于模糊自适应比例-积分-微分(PID)控制进行仿真,通过与经典PID控制比较,模糊自适应PID控制器具有良好的鲁棒性,可以提高系统的动态性能和对目标的跟踪精度。

基于模糊PD控制的四轮驱动全向移动机器人速度补偿控制器研究

由于四轮驱动全向移动机器人的四个轮子之间存在机械差异与耦合关系,即使单个电机的控制参数达到最优,整个机器人的控制效果也未必最佳。针对这一问题,设计一种速度补偿控制器,基于模糊控制与PD控制理论,能够在各种误差e与误差变化量Δe的情况下,对机器人四个轮子的速度进行有效补偿。通过在Matlab-Simulink环境下的仿真实验表明,在使用速度补偿控制器后,机器人对线速度及角速度的跟随性能明显提高,改善了轨迹跟随的精度。

模糊PID算法在婴儿培养箱解耦控制中的应用

婴儿培养箱温湿度控制系统存在较强的温湿度耦合关系是其产生时变性、滞后性的关键因素。本文采用前馈解耦的模糊比例-积分-微分(PID)控制方法,首先辨识得到温湿度双回路系统的系统模型,然后在控制系统中加入前馈解耦控制器,使原本相互耦合的温度、湿度变量等效为两个独立的温湿度控制子系统,最后在解耦回路中引入模糊PID控制机理,建立模糊增益控制器来增加系统的自适应性。在设定起始环境温度为28℃,起始环境相对湿度为60%RH的标况下,最后对改进后的解耦回路进行了仿真实验。由仿真的结果可知,相比传统PID解耦控制系统,模糊PID解耦控制系统的温湿度超调分别从3.2℃和10.7%减小到0.8℃和7.4%,温度和相对湿度的调节时间减小了190 s和230 s,解耦效果比较理想,双回路控制系统的稳定性及响应速度有了较大提高。

轮腿式爬楼轮椅后腿机构模糊PID控制系统

为实现爬楼轮椅后腿机构的动作要求,需要一套实时控制策略。采用TMS320F2812作为核心控制芯片,设计了一种复合式模糊比例—积分—微分(PID)后腿位姿调节控制系统。首先,根据爬楼轮椅的功能需求,给出了后腿机构的动作要求,并确定出合理的传感器安装位置;然后,搭建了控制系统的硬件结构,建立了模糊PID控制系统模型,制定出控制规则,并进行了软件开发。最后,构建了基于VC++6.0的上位机监控界面,并对该控制系统进行了测试和结果分析。实验结果表明:该系统在一定程度上降低了调节过程中的超调现象和稳态误差,提高了系统响应速度。

基于模糊PID的爬楼轮椅后腿摆轮机构同步控制策略

后腿是爬楼轮椅的主要执行机构,对轮椅的攀爬、助推及越障起着重要作用,而摆轮作为后腿的重要机构,在轮椅攀爬楼梯时能够改变后腿的助力方向,从而实现轮椅爬楼过程的最大推力,为此设计了模糊比例-积分-微分(PID)摆轮同步位姿调节控制系统。首先,根据爬楼轮椅的功能要求,确定传感器合理的安装位置;其次,搭建控制系统的硬件结构,建立模糊PID同步控制系统模型,制定控制规则,并进行软件开发;最后,对该控制系统进行测试和结果分析。实验结果表明:所提控制系统相较于传统PID控制策略和单一模糊控制策略降低了调节过程中的超调现象和同步稳态误差。