灰色预测与模糊PID的恒温水浴协同温度控制

为解决传统农业温控系统存在的大惯性、时变非线性和纯滞后性问题,以恒温水浴温度调控系统为研究对象,建立温度调控机构的一阶加纯滞后数学模型。充分考虑PID控制、模糊控制与灰色预测控制各自的优点,仿真评估灰色预测算法预测系统温度的相对残差均值为4.73×10^(-6),方差比为0.001 8,反映出模型预测的可靠性很高;设计将模糊PID作为主控制器,灰色预测算法作为辅助控制器的协同温度控制模型。仿真试验结果表明:灰色预测—模糊PID控制器的超调量相对于传统PID控制器下降0.35%,相对于模糊PID控制器下降0.18%;灰色预测—模糊PID控制器的调节时间相对于传统PID控制器缩短232.8 ms,相对于模糊PID控制器缩短204.9 ms;灰色预测—模糊PID控制器的稳定温度值相对于传统PID控制器减小3×10^(-3)℃,相对于模糊PID控制器没有发生变化;对于相同的扰动信号,灰色预测—模糊PID控制器的调节时间相对于传统PID控制器缩短252.3 ms,相对于模糊PID控制器缩短248.2 ms。灰色预测与模糊PID的恒温水浴协同温度控制与传统PID、模糊PID控制相比,具有更小的超调量、稳态误差和更快的调节速度以及更好的抗干扰性能。

灰色预测模糊PID控制器在风电机组变桨距控制中的应用

为了克服风速的随机性对风力发电功率输出的影响,基于风力机和发电机数学模型构建风电机组变桨距控制系统,将灰色预测算法与模糊自适应PID相结合构成灰色预测模糊PID控制器实现变桨距优化控制。本控制算法采用灰色预测算法测量低风速阶段的风力机叶尖比和高风速阶段的发电机输出功率,并将测量值与给定值比较后的误差输入到模糊自适应PID控制器进行动态调节。Simulink仿真结果表明,基于灰色预测模糊PID控制器的变桨距控制策略对不同风速条件下的功率调节具有良好的动态性能和鲁棒性。

基于灰色预测模糊PID算法的空调房间温度控制

针对中央空调系统房间温度控制系统的大惯性、纯滞后和时变性特点,设计了将等维新息灰色预测控制与模糊自整定PID相结合的新型控制器,建立中央空调房间温度控制系统的数学模型,介绍灰色预测模糊PID控制器结构,并对该控制方案进行了数字仿真。仿真结果表明,该控制器比PID控制器、模糊PID控制器有更多优越性,调节迅速,超调小,有更好的动、静态性能,具有一定的可行性。

基于改进灰色预测的变论域模糊PID温控方法

针对柱温箱非线性严重、时变和时滞大的问题,提出了基于改进灰色预测的变论域自适应模糊PID温控方法。为减小温控系统非线性和时变带来的影响,采用新型自适应函数伸缩因子对传统模糊PID控制器进行优化,构造新型变论域模糊PID控制器(NUVFP);同时结合改进型灰色预测模型(IDGM),实现了对控制系统的超前控制,提高了温控精度。结果表明,该控制算法有效提高了温控精度,精度可达到±0.03℃。

基于灰色预测模糊PID算法的闪蒸罐压力控制

针对工业生产中闪蒸罐压力控制系统的时变非线性、大滞后等问题,为了提高闪蒸罐压力控制效果,将传统PID控制算法和灰色预测算法相结合,设计出一种基于灰色预测模型的模糊PID控制器。仿真结果表明:它与传统PID控制相比,具有更快的动态响应、调节速度和更好的稳态性能,同时在出现扰动时比模糊PID控制有更好的抗干扰性和更快的调节速度。

灰色预测模糊PID控制在汽温控制系统中的应用

将灰色预测、模糊控制与常规PID控制三者的设计思想融合起来,提出了一种灰色预测模糊PID控制算法。该算法首先通过建立模糊规则和进行模糊推理来确定PID控制器的参数,然后由PID控制律直接确定控制作用,再将灰色预测在线应用,用其预测结果代替被控对象测量值进行控制运算。仿真结果表明,利用该算法设计的汽温控制系统比应用模糊PID控制设计的汽温控制系统具有更加优良的性能。

联合收获机喂入量灰色预测模糊PID控制

针对联合收获机控制系统的非线性、复杂性,将灰色预测理论和模糊PID控制设计思想相融合,建立了灰色预测数学模型,设计了灰色预测模糊PID控制器,并将其应用于喂入量的控制。仿真表明,灰色预测模糊PID控制算法可以提高传统PID控制和模糊PID控制的质量及鲁棒性,改善系统性能,获得较好的控制效果。

基于灰色预测的汽温模糊免疫PID控制

火电厂汽温具有大惯性、大迟延和时变等特性,采用常规的PID串级控制方法难以取得满意的控制效果。借鉴生物免疫反馈响应过程的调节作用和模糊推理逻辑可逼近非线性函数的特性,结合灰色预测的优点,提出采用灰色预测的模糊免疫PID控制策略。火电厂汽温控制系统的仿真研究表明:该方法的控制品质良好,能适应对象参数的变化,具有较强的鲁棒性和自适应能力。

灰色预测模糊PID灌溉控制技术开发

针对节水自动灌溉中的水肥比例调节和灌溉精度低的控制问题,设计了基于PID控制、模糊控制和灰色预测控制相结合的控制算法,在PID控制的基础上,通过模糊规则进行模糊推理,查询模糊矩阵表进行参数自整定,从而实时调整PID各项参数,加入多因素灰色预测MGM(1,n)解决时滞现象,进行有效的预测作物的需水量,达到对系统的精确灌溉控制。运行测试:该系统与常规PID控制相比,超调量降低了14.68%,系统的调节时间减少了86.62%;比较模糊PID控制,超调量略上升了1.9%,同时调节时间减少了77.71%;并验证了其在水肥浓度和肥量精量控制中,系统响应速度快和实时性好,稳定,大幅度提高了水肥灌溉效果。

深海行走机构灰色预测-模糊PID速度控制

针对深海行走机构在海底复杂作业环境下行走所呈现的随机性、非线性、时变性,难以建立精确数学模型等特点,提出将灰色预测、模糊控制与常规PID控制相结合的灰色预测模糊PID控制算法.灰色预测根据少量的速度检测数值预测系统的未来变化,模糊PID控制通过模糊推理对常规PID参数自适应调整实现速度控制.仿真结果表明,该算法消除了系统的随机性,能够对深海行走机构灰色系统实行有效的控制,取得了比普通PID算法更加优良的性能.

灰色预测模糊PID控制在调节阀智能定位系统中的应用

针对气动调节阀系统大惯性、纯滞后和时变性的特点,建立了调节阀执行机构的二阶加纯滞后模型,在此基础上设计了基于灰色预测模糊PID算法的复合控制器。PID模块作为该复合算法的基础,用来减小系统偏差,提升动态性能;模糊控制模块对系统偏差及其变化率进行模糊处理,输出值作为PID参数的调整量,实现在线调整控制参数,克服时变性对系统的影响;灰色预测模块对系统输出数据序列进行提取并预测未来发展趋势以进行系统的"超前控制",进一步解决气动系统滞后和稳态性能差的问题。基于灰色预测模糊PID算法的复合控制器将灰色预测模型、模糊控制和比例微积分算法相结合,可实现阀门位置的高精度调节与智能控制。仿真结果表明,灰色预测模糊PID控制算法相比常规PID以及模糊PID具有更快的响应速度、更高的调节精度以及更好的稳态性能。

船舶主机缸套冷却水温度灰色预测模糊PID控制

针对船舶主机缸套冷却水温度控制系统的大惯性、纯滞后和时变性特点,提出了将等维新息灰色预测控制与模糊自调节PID控制相结合的新型控制策略,这种控制器可根据系统预测误差和变化率自动调整控制器参数,使控制器对系统响应具有适应性。仿真结果表明:灰色预测模糊PID控制比常规的PID控制与模糊PID控制有更多的优越性,自适应能力强,超调适中,具有更好的动、静态特性。

基于改进灰色预测模糊PID控制的列车多目标优化研究

针对列车自动驾驶(ATO)系统各性能指标最优问题,充分考虑灰色预测控制、模糊控制与PID控制各自的优点,提出一种改进灰色预测模糊PID控制算法。以准时性、舒适性、精准停车及能耗为指标,列车动力学方程为约束,构建列车运行多目标模型;然后采用遗传算法优化该模型,根据MATLAB软件得到列车运行目标曲线;最后利用Simulink模块搭建PID控制器仿真模型、模糊PID控制器仿真模型和改进灰色预测模糊PID控制器仿真模型,获得其对应的跟踪曲线。选用车型和线路仿真模拟,仿真结果表明:改进灰色预测模糊PID控制算法比PID控制算法和模糊PID控制算法在提高列车运行的准时性、舒适性、停车精确性以及降低能耗方面更有效。

灰色预测模糊PID技术在船舶主机缸套冷却水温控制的应用

随着船舶动力系统增加,船舶主机缸套中水温控制的滞后性对动力系统的破坏性增强,传统的主机缸套冷却控制已经不能满足现代船舶动力系统温度控制的精度要求,需要更加智能化的精密控制手段。灰色预测模糊PID技术是一种全新的控制策略,通过跟踪主机缸套的实时温度及环境数据预测未来温度变化率,从而自适应调节冷却控制系统的参数。本文重点研究了基于灰色预测模糊PID技术的船舶主机缸套冷却水温控制策略,最后给出仿真结果。

改进灰色预测模糊PID控制策略

针对过程工业对气动调节阀的控制精度与稳定性有较高要求,而常规PID控制策略自适应性与实时性差,难以取得较好的控制效果的问题,根据GM(1,1)模型灰色作用量具有的动态特征来改进灰色预测模型,结合改进灰色预测控制与模糊PID控制的优点,提出了改进灰色预测模糊PID控制策略.仿真结果表明:改进控制策略明显优于常规PID、模糊PID、灰色预测模糊PID控制策略,使系统响应速度加快,超调量减小,且适用于不同的阀门定位系统.

灰色预测模糊自适应PID控制在供热系统中的应用

由于供热系统在集中供热时的非线性、时变性、随机干扰以及对象模型的不确定性,使供热系统调节速度慢,供热不均匀,造成了能源的极大浪费。为了改善这一现象,将灰色预测、模糊控制、常规PID三种控制思想融合起来,设计了一种灰色预测模糊自适应PID控制器,它以室外温度作为输入,以二次回水温度作为输出,对供热系统中的二次回水温度进行控制,使回水温度随室外温度的变化进行调节。

基于灰色预测模糊PID控制的列车ATO系统优化

对列车目标运行曲线的精确追踪是列车自动驾驶系统实现列车安全、准时、节能及舒适运行的核心。针对列车运行过程的大滞后、非线性问题,设计以灰色预测模糊PID算法为核心的列车自动驾驶控制器,以此达到优化列车ATO控制系统的目的。灰色预测控制设置在反馈回路中,其预测值与给定输入值的偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入。模糊控制系统对PID控制的参数进行自动校正,参数可调的PID算法完成对系统的控制。选取相关线路和车型并做仿真试验,验证了经控制器作用后的输出曲线与列车运行的输入曲线之间的追随误差小,加速度的变化在合理的范围内。因此,设计的控制器可以取得良好的ATO控制效果。

基于改进离散灰色预测的变论域模糊PID灌溉控制

针对灌溉控制系统的非线性、时变性和大时滞等问题,提出了基于改进离散灰色预测的自适应变论域模糊PID灌溉控制模型。为了提高灌溉系统的肥液控制效果,在FPID(模糊PID)控制器基础上,设计了新型函数型伸缩因子实现变量论域伸缩,优化系统适应性、提高控制精度,并融合超前控制的改进型离散灰色预测,有效解决了灌溉系统的大时滞问题。建立了PID、FPID、NVUFP(新型变论域模糊PID)和IDGM-NVUFP(改进离散灰色预测的新型变论域模糊PID)4个控制模型进行仿真实验与实际灌溉测试,实验结果表明相较于FPID,NVUFP超调量降低10.5%,调节时间减少5.31 s,IDGM-NVUFP超调量降低14.5%,调节时间减少11.90 s。实际灌溉测试验证了基于IDGM-NVUFP的灌溉控制系统响应速度快、平稳无震荡,控制精度和鲁棒性均优于其他控制模型,能够满足智能灌溉系统的实际灌溉控制需求。

基于变步长灰色预测模糊PID的某武器扫雷梨控制系统设计

分析扫雷梨自动定深系统,选用模糊PID作为主控制器,采用变步长灰色预测模糊PID控制器去实现某武器扫雷犁自动定深系统的控制。通过对系统进行建模检验该控制器的控制效果。采用联合仿真的方式实现了用Simulink中的控制器去控制AMEsim中的电液伺服系统。仿真结果表明:变步长灰色预测模糊控制器能够有效抑制系统非线性特征,鲁棒性较好,满足系统控制精度要求。

采棉机体积流量灰色预测模糊PID控制方法

由于采棉机行走机构的控制运行具有大延迟、大惯性等非线性特点,给采棉机高效快速采摘棉花带来很大困难,影响采棉机行进速度的稳定性与可靠性。为此,应用灰色预测方法,基于模糊理论设计了能够对采棉机行走速度进行控制调节的灰色预测模糊PID控制器,建立了采棉机行走控制系统仿真模型。通过仿真试验得出:灰色预测模糊PID控制器相比常规PID控制器具有良好的控制效果,且具有超调量小、响应时间短及鲁棒性好的特点。