基于离散非线性PID控制的十字梁实验系统研究

十字梁实验系统作为一个高阶非线性控制系统,在工程上有很高的应用价值。文中给出了十字梁实验系统的数学模型,并设计了一个离散形式的非线性PID控制器,保证了系统的鲁棒性。仿真结果表明,该系统可以获得较好的动态性能。

非线性离散系统的自适应PID控制器

针对非线性离散系统设计了利用TSK(Takagi Sugeno Kang)模糊模型的自适应PID控制器。利用模糊模型预测控制信号误差,通过控制信号误差自适应PID控制器参数。比较系统输出和模糊模型输出自适应模糊模型的参数。该方法可以弥补系统参数的模糊性、数学模型的模型误差和系统参数的变化。非线性离散系统的仿真实验验证了所设计的自适应PID控制器对非线性离散系统控制的有效性。

一种新型非线性PID控制器

将非线性函数与简单的 PID控制器相级联 ,构成一种新型的非线性 PID控制器 ,以提高现有PID控制器的性能。新型 PID控制器的设计过程十分简单 ,只要适当构造非线性函数 ,并与原 PID控制器级联起来便可实现。数值仿真结果表明 ,所提出的 PID控制器比简单的 PID控制器具有更好的动静态性能。

一种基于遗传算法的非线性PID控制器

基于PID控制器各增益参数与偏差信号之间呈现非线性关系,拟合各参数的非线性函数可分别对控制器的P/I/D各部分实施单独调节的思想,提出根据控制与误差之间的调节规律,给定一组增益参数的非线性函数,并采用遗传算法来优化和构造此非线性PID调节器.典型系统的仿真结果表明,该控制器可在一定程度上兼顾系统的动态和静态性能.

非线性PID控制器在超导磁储能装置中的应用研究

非线性比例–积分–微分(Nonlinear Proportion-Integral-Differential,NLPID)控制是一种利用非线性跟踪–微分器和非线性组合方法对线性 PID控制进行改进的新型控制策略,它具有不依赖于被控系统模型的特点。作者设计了用于电力系统超导磁储能(Superconducting Magnetic EnergyStorage,SMES)装置的 NLPID 控制器,该控制器通过对由跟踪-微分器提取的转子角速度和机端电压的偏差及其微分和积分信号分别进行适当非线性组合,产生用于协调控制SMES 和系统之间的有功和无功功率交换的控制信号。仿真结果表明该 NLPID控制器具有较好的适应性和鲁棒性,且改善了系统的阻尼特性,提高了系统电压的稳定性。

多变量非线性自整定PID控制器

本文提出一种基于神经网络的多变量非线性自整定ＰＩＤ控制器．通过神经网络权值的学习在线自动整定控制器参数，将其用于某水浴系统的温度多变量控制，仿真结果令人满意．该控制器的设计无需对象模型，具有响应速度快，抗干扰能力强和鲁棒性好等优点．控制器不仅算法简单，实现容易，而且适用范围广．

一种基于神经网络算法的非线性PID控制器

针对非线性、不确定时滞对象,提出一种基于神经网络算法的非线性PID控制器。该控制器将传统PID的比例、积分和微分参数分别构造成关于误差信号的非线性函数,并将非线性比例运算单元、非线性积分运算单元和非线性微分运算单元分别作为隐层神经元的激励函数,从而构造将PID控制与神经网络控制融为一体的智能控制器。研究结果表明:采用此智能控制器有效解决了传统PID难以控制非线性对象的问题以及传统神经网络控制器隐层神经元节点数难以确定的问题,仿真结果验证了该智能控制器的有效性。

用于静止无功补偿器的非线性PID控制器

为了克服常规PID稳定范围较小、适应性及鲁棒性较差及微分信号难于提取等缺陷,应用非线性控制理论,基于非线性跟踪微分器及PID校正的思想,设计了一种用于静止无功补偿器(SVC)的新型非线性PID控制器。这种控制器具有不依赖于被控系统知识的特点,对系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性且结构简单,易于实现。数值仿真结果表明,这种非线性PID控制器的控制品质好,不但能有效地改善电力系统功角稳定性和SVC安装点的电压动态特性,而且具有较强的适应性和鲁棒性。

非线性PID控制器参数优化方法

分析了非线性PID控制器各部分参数对于误差的理想变化过程,构造出一种非线性PID控制器;整定参数较多时,传统的参数优化方法容易产生振荡和较大的超调量,在分析量子粒子群算法(QPSO)的基础上,引入了随机选择最优个体的思想,提出使用改进的量子粒子群算法(GQPSO)优化非线性PID控制器参数。将改进量子粒子群算法与量子粒子群算法、粒子群算法通过benchmark测试函数进行了比较。最后,通过典型传递函数实例,分别使用Z-N、PSO、QPSO方法和改进的量子粒子群算法进行了PID控制器参数优化设计,并对结果进行了分析。

基于非线性补偿的PID控制器

根据智能控制的思想,采用控制系统的偏差及偏差变化率来划分特征区域,并采用不同的补偿策略,形成了一种基于非线性补偿的 PID 控制器。由于补偿环节能够区分不同的特征区域,分别选择放大、缩小和保持偏差的实时数值,使得新控制器的动、静态性能得到改善。仿真结果表明,这种新型 PID 控制器比常规的 PID 控制器具有更强的鲁棒性和抗干扰能力。

小型四旋翼飞行器新型非线性PID姿态控制器设计

针对小型四旋翼飞行器姿态控制问题,设计了一种新型非线性PID姿态控制器。针对传统PID的不足,通过引入两个跟踪微分器以及误差反馈的非线性组合构成非线性PID,并结合简化的小型四旋翼飞行器数学模型,提出了一种基于新型非线性PID姿态控制方法。仿真结果表明,所设计的控制器具有较强的鲁棒性、抗干扰性以及良好的滤波性能,系统具有良好的动态和稳态性能。由于保留了传统PID优点,设计简单,对实际工程具有较大的指导价值。

非线性PID控制器在超导磁储能装置中的应用

基于非线性比例积分微分PID(Proportional Integration Differential)控制器在设计上具有不依赖于被控系统数学模型的特点,设计了用于电力系统的超导磁储能装置SMES(Superconducting Mag-netic Energy Storage)的非线性PID控制器。概述了非线性PID控制器利用"跟踪-微分器"非线性结构产生控制所需的比例、积分、微分信号的原理。介绍了含SMES的电力系统模型及非线性PID控制器的设计。数字仿真结果验证了所设计的控制器是可行的,同时表明该控制器结构简单、易实现。

非线性PID控制器在主蒸汽温度控制中的应用

针对传统线性PID控制器中控制参数固定导致的控制品质下降的问题,分析了控制参数与对象误差的理想变化关系,给出了控制参数随误差变化的非线性函数,基于此设计了非线性PID(NPID)控制器,并利用Simulink中的NCD模块对其进行了参数整定,并将NPID控制器应用于主蒸汽温度控制系统。仿真结果表明NPID较常规PID具有更好的控制品质和鲁棒性。

基于模糊自整定PID控制器的非线性系统仿真

将PID控制与Fuzzy控制的简便性、灵活性以及鲁棒性融为一体,构造了一个自适应模糊PID控制器.通过模糊控制规则在线调整PID控制器的参数,并利用MATLAB语言结合具体实例方便而快速地实现了该控制器的计算机仿真.仿真结果表明:该控制方法提高了非线性系统的动、静态特性,使系统获得了较好的性能.

基于自适应遗传算法的非线性PID控制器

生物发酵利用夹套进行加热和冷却,其温度控制精度非常重要.但这种以温度为被控对象往往存在严重的积分纯滞后现象,采用常规的控制算法难以达到所要求的控制品质.基于PID控制器各增益参数与偏差信号之间的非线性关系,采用出一种非线性PID控制器.同时,针对经典遗传算法收敛速度慢,易陷入早熟,局部最优等缺点,提出一种自适应遗传算法,自适应遗传算法通过建立适应值差值函数来适时调整交叉、变异概率.这使算法具有自适应性,将其应用于非线性PID控制器参数寻优.仿真结果表明,基于此遗传算法寻优的非线性PID控制器可以有效的抑制大滞后系统的超调缺陷,具有较好的控制精度.

连铸结晶器振动位置环的非线性PID控制器设计及应用

在给出连铸结晶器振动位置环控制对象的数学模型的基础上进行了非线性PID控制器设计。实验结果表明 。

远程制导炮弹非线性离散滑模控制器设计

为实现远程制导炮弹的非线性控制,提出了一种基于滑模控制原理的非线性离散控制器设计方法。建立了远程制导炮弹控制系统模型,针对该模型存在的非线性和耦合问题,利用反馈线性化方法将复杂的非线性系统解耦为两个独立的线性定常子系统,然后对子系统作离散化处理,并结合滑模控制原理设计了远程制导炮弹的非线性离散控制器。弹道仿真结果表明:该模型和控制器是有效的,实现了制导炮弹系统的解耦控制,并对模型参数不确定具有一定的鲁棒性,而控制采样时间将引起动态跟踪误差。

非线性PID控制器研究-比例分量的非线性方法

研究了基于比例控制分量非线性方法合成的新型非线性PID控制器(简记为:NPID- PCA)．该控制器将比例控制分量表示为误差信号的非线性函数,并通过三个独立非线性函数构造合成PID控制器．由于比例控制分量具有最简的非线性特征,因此该类控制器在设计上更为简洁,非线性在控制作用方面的物理意义更为明确．采用样条函数生成非线性作用曲线, 用户可以通过图形化交互方式直观地实现非线性设计．通过与文献中的控制实例比较,本文提出的新型非线性PID控制器可以实现更为优良的控制性能指标,包括对带有时延或死区的被控对象．有关NPID-PCA工具箱已经按照“开放源码”方式在网上发布．

新型非线性PID控制器仿真研究

提出一类非线性ＰＩＤ控制器结构，并进行了控制系统仿真研究。结果表明，非线性ＰＩＤ控制器具有优良的动态性能，且参数整定比较简便，显示出良好的工程应用前景。

演化非线性参数估计在PID控制器设计中的应用研究

在目前的工业过程控制中,采用最多的控制策略依然是PID方式。这是由于PID控制器具有简单而固定的形式,较好的鲁棒性。PID参数复杂的整定问题一直是这一领域中的一个重要的技术问题。该文将由阶跃响应求取受控对象模型的过程看作是一个非线性回归问题,讨论了用演化算法来进行参数估计的方法和步骤。数值算例表明:该方法具有良好的计算效率和精度。这种方法也适用于一般的传递函数模型。