基于比例-模糊积分控制算法的智能温控器优化与仿真

针对室内温度系统具有大时滞性、大惯性等特点,传统的控制方法效果不甚理想,提出了一种比例-模糊积分的复合控制策略,以提高碳纤维电地暖系统中智能温控器的控制性能。阐述了比例-模糊积分控制器的工作原理,并对基于模糊控制算法和PID控制算法相结合的控制算法进行了详细设计。MATLAB仿真和实验结果表明:与基于开关式控制、PID控制和模糊控制算法的智能温控器相比,基于比例-模糊积分控制算法的智能温控器所需调节时间短,能有效抑制超调,具有良好的动静态特性和鲁棒性,显著改善了控制效果。

基于遗传算法的无人机模糊-积分控制器设计

针对某小型固定翼无人机纵向姿态控制和轨迹跟踪的要求设计了一种模糊-积分混合控制器.为避免控制器参数调试的复杂性,提高控制性能,利用遗传算法对模糊控制的隶属度函数进行了优化设计.在优化设计阶段,确定了设计变量和约束条件,并给出了比例因子整定原则.仿真结果表明,基于遗传算法的模糊-积分控制器与传统PID控制器相比具有更短的响应时间,鲁棒性强,并且解决了单一模糊控制器稳态响应精度低、响应曲线颤振的问题.

基于闭环比例积分控制的膜片式电—气转换器的研制

介绍一种采用喷嘴 /挡板机构的膜片式电—气转换器 ,论述了该转换器核心部件的基本结构、电—气转换原理、闭环反馈控制方法及关键电路设计 ,并对转换器工作状态进行了实验研究。结果表明 ,该转换器性能卓越 。

基于PI控制的内燃动车组柴油机恒功率控制技术

柴油机在非恒功率输出时,不仅燃料效率低,而且可能会产生较大的机械应力,导致机械部件的磨损和破坏。为确保内燃动车组柴油机高效运行,基于内燃动车组柴油发电机组恒功率输出的运行模式,文章提出了一种比例-积分控制方法,实现了负载侧牵引系统功率稳定跟随柴油发电机组的输出功率目标值,通过负载侧恒功率运行保障发电机组的恒功率稳定输出,从而提高柴油机燃油经济性。经过仿真及试验测试验证,采用此控制方法,负载功率稳态波动在±2%以内,实现了内燃动车组柴油机恒功率运行及负载功率对目标值的实时跟随。

三相升-降压PWM整流器Fuzzy-PI控制算法

针对直流电机控制等应用领域对大范围连续平滑可调直流电压的需求,分析了现有升-降压整流系统的不足,基于三相电压型升-降压PWM整流器的工作原理,按照有效降低开关损耗、控制简单、易于工程实现等原则,用拓展零矢量对传统SVPWM控制策略进行改进,建立了相应的数学模型,进行了相应的数学分析,设计了自适应模糊控制和PI控制相结合的双模控制方案,并通过Matlab7.11环境下的离散化模型仿真,将新控制算法与已有控制算法比较,证明了新控制算法的良好效果。

基于模糊-PI控制的无PG式直流调速系统

为简化双闭环直流调速系统的结构与进一步提高抗干扰能力,该文提出一种基于转速观测器的无速度传感器的转速软闭环控制方案,基于电枢电压与电流信号获取转速观测值,并在电机轴上安装一只接近开关监测稳态转速,以对转速观测器进行校准;在电流闭环的基础上,转速环采用模糊-比例积分混合控制以优化动、静态性能,仿真验证了该方法的可行性。最后介绍了以高性能嵌入式微处理器为控制核心的系统技术实现方案。

调频式谐振特高压试验电源电压及频率的控制方法

调频式谐振特高压试验电源是进行特高压交流电气设备试验研究不可缺少的装置。提出采用大功率开关器件绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)来代替模拟器件产生特高压试验所需的正弦信号,结构简单、元器件数目少、易维护。整个装置由不可控整流电路、H桥逆变电路、升压变压器及串联谐振电路组成。在深入分析其工作机制的基础上建立了系统的数学模型。同时,以该模型为被控对象,对其电压调节采用自调整比例-积分控制策略,对其频率调节采用比例-积分锁相自动调频控制策略,并推导了控制模型。实验结果表明所提控制方案的正确性和新型调频式谐振特高压试验电源的有效性。

基于误差迭代PI和改进重复控制的APF补偿电流控制

针对电网谐波污染日益严重的情况,为提高有源电力滤波器(APF)的稳态补偿精度和动态响应性能,从谐振控制器的角度出发,对传统重复控制进行改进,并针对控制对象优化得到最优重复控制参数。同时,为了克服重复控制延时一个周波响应的动态性能缺陷,提出了一种误差迭代比例—积分(PI)控制法,在提高系统动态响应速度的基础上尽可能保证稳态精度。最后,对重复控制的嵌入形式加以改进,通过设置指令前馈通道优化控制结构,得到了改进复合控制的优化结构,实验和仿真结果验证了所提出控制策略的准确性和有效性。

变结构控制策略在直驱永磁同步风力发电机中的应用

根据直驱永磁同步风力发电机的结构特点,采用双脉宽调制变流器作为其并网主电路。考虑到永磁同步发电机的数学模型在dq坐标系下是一个非线性耦合系统,不利于控制器的设计。提出了采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性系统模型,再运用变结构控制理论设计伪线性系统的闭环控制器。建立了基于此控制策略的仿真模型并与PI控制进行比较。仿真结果表明,该控制策略可实现发电机输出有功功率的准确控制、并网有功功率和无功功率独立调节以及变速恒频运行。变结构控制与PI控制相比,动态响应速度快、鲁棒性好。

大型风燃协调等效电厂的自动发电控制策略研究

以崇明岛智能电网为例,提出了风燃协调等效电厂(wind-gas coordinating equivalent power plant,WGPP)的概念。通过风力发电系统与燃气-蒸汽联合循环机组(CCPP)的互补运行,实现提高并网功率的可控和可调性,以及风燃联合发电作为一个等效电厂参与系统的调度运行等目标。针对WGPP的调度目标以及接入系统规模的不同,提出了两种不同的WGPP调度模式:跟踪调度曲线模式和CPS控制模式。为了充分利用WGPP中CCPP机组出力调节速度快的特点,对基于传统比例积分原理的自动发电控制算法进行了改进。最后,分别以现场实测数据以及四种风电功率事件为例,RTDS仿真验证了两种WGPP调度模式的可行性。

基于模糊PI控制的无刷直流电机调速系统仿真

针对传统PI控制方法在对稀土永磁无刷直流电动机进行控制时鲁棒性差、精度低等缺点,提出了一种参数自整定模糊PI控制方法,即采用传统的PI控制与模糊控制相结合的新型控制方法。将方法应用于永磁无刷直流电动机双闭环调速系统的转速闭环中,并利用MATLAB软件中的模糊控制工具箱进行了系统的辅助设计与仿真。仿真结果表明,参数自整定模糊PI控制方法改善了电机的动静态性能,系统的鲁棒性和精度也大大提高。

开关磁阻电机直接转矩模糊PI控制器设计

针对模糊控制存在静差的缺点,提出了模糊PI复合控制的开关磁阻电机调速系统,以速度误差及速度误差变化为系统外环输入,大偏差时采用模糊控制,小偏差时采用PI控制。外环的输出变量为内环的目标转矩,送入60 kW三相6/4结构的开关磁阻电机直接转矩调速系统内环。仿真结果表明,这种复合控制方法解决了常规控制方法因电机数学模型难以精确确定而无法确定控制参数的问题,并克服了模糊控制存在静差、无抗干扰能力的缺点,很好地解决了系统上升时间与超调的矛盾。

一种新型三相电压型PWM整流器混合控制方法

为了提高三相电压型PWM整流器直流电压响应特性,提出了基于EL模型的无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制方法。根据电压型PWM整流器主电路的拓扑结构,建立了其在两相同步旋转dq坐标系下的EL模型。利用基于EL模型和注入阻尼方法设计的无源控制器控制交流电流,利用非线性PI控制器控制直流电压,使整流器直流电压具有优秀的动、静态特性和对负载的鲁棒性;同时,也实现了交流电流正弦化及单位功率因数。仿真和实物实验结果均表明,提出的三相电压型PWM整流器混合控制方法是可行的。

基于80C51单片机的智能PID控制器的设计与实现

PID控制技术在工业控制中的应用非常广泛。然而,在实际过程中被控对象常常比较复杂,具有非线性、不确定性,很难为之建立精确的数学模型,对之应用传统的PID控制算法,不能达到理想的控制效果。本文在传统PID控制算法的基础上,结合人工智能的方法,设计了多模式PID控制算法;而且基于80C51单片机实现了该PID控制器,在实践中得到了较传统PID控制器优越的控制性能。

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。

一类新型模糊控制器及其应用

研制了一种新型模糊控制器并成功地用于轧花机棉卷密度控制。该控制器在大偏差范围内采用模糊控制，在小偏差情况下采用比例积分控制，而且能自动修改控制参数。它在过程和相关性显著变化的条件下仍能很好地控制，使系统运行在最佳状态，较好地解决了非线性、大惯性、大滞后系统的稳定控制问题。实际运行结果表明，该系统较比例积分控制动态响应速度快，超调误差小，稳态精度高，鲁棒性强；而且可靠性高，节电效果明显。

协调控制系统的增益调度优化控制

协调控制系统(Coordinated Control System, CCS)是燃煤电站最重要的回路,由于其存在的强非线性、快慢回路强耦合、大范围变工况等特性,传统的比例-积分控制器不能取得满意的控制效果。为提高协调控制系统的负荷和压力跟踪性能、抗干扰能力,提出了一种基于直接能量平衡和增益调度的比例-积分控制策略。首先通过分析协调控制系统存在的控制难点,说明该控制策略的必要性,并基于一种工程易于实施的参数切换方案,对控制器参数整定进行了分析。仿真结果表明,采用该控制策略的协调系统具有更好的负荷和压力跟踪性能,对于煤质的阶跃和周期性扰动也具有更好的扰动抑制能力。基于简单的结构、易于实施等特点,提出的方法在火电机组调峰等变工况中具有很好的应用前景。

交流调速系统的内模控制

文章介绍了基于内模控制原理的感应电机调速系统设计方法。采用实验的方法建立了感应电机调速系统的速度环控制模型,依据内模原理设计了速度控制器,该控制器具有PI结构,但只有一个可调参数,且该参数与控制系统的动态特性直接相关。在基于DSP TMSLF/2407的运动控制平台(MCK2407 Pro K it)上的实验结果表明,所设计的速度控制器结构简单,参数调整方便,调速系统具有良好的动态性能,能够满足感应电机的调速要求。

集成式压电驱动微操作手的位置控制研究

微操作手是微操作机器人的核心部件 ,文章介绍了作者研制的压电陶瓷管驱动三自由度集成式微操作手 ,在此基础上 ,研究了微操作手的位置闭环控制 ,提出了模糊 -比例积分控制方法 ,并通过实验获得了较好的控制效果。通过对微操作手进行动静态测试得到微操作手的性能指标 :操作手末端 X、Y轴的最大输出位移为± 8.5μm,重复定位精度为 2 8nm ,位移分辨率为 10 nm ,动态阶跃响应时间为 5 m s;Z轴最大输出位移为 6 .2μm ,重复定位精度为 17nm,位移分辨率为 4 nm ,动态阶跃响应时间为 5 m s。该微操作手能够实现纳米级微动定位 。

基于数字化再设计方法的船舶航向控制器设计

船舶航向运动系统具有典型的非线性和不确定性,并容易受到风、浪、流等的干扰。针对船舶航向操纵特点,给出其非线性系统模型描述,在包含参数摄动和环境扰动等不确定性条件下推导了基于T-S模糊船舶航向运动的离散化模型。采用数字化再设计方法设计了一种船舶航向数字控制器。运用计算机仿真手段,将所设计的数字控制器和传统比例-微分-积分(PID)控制器进行对比。仿真结果表明,基于数字化再设计的船舶航向控制器的动态性能优于传统的PID控制器。