用于飞轮储能单元的神经元自适应比例-积分-微分控制算法

提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储能单元储存或释放能量。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制算法的稳定性和有效性,并给出了其稳定性条件。经过仿真验证,该算法可以有效地实现对飞轮储能单元的充放电控制,其控制参数可以随着系统的运行自适应调节,飞轮储能单元的控制精度和鲁棒性也有所提高。

冷链运输车空调冷风机运行自适应PID控制方法研究

冷链运输车空调冷风机运行环境复杂,导致传统的比例积分微分(PID)控制过程难以准确设定控制参数。为解决这一问题,设计冷链运输车空调冷风机运行自适应PID控制方法。首先,通过分析冷链运输车空调冷风机工作过程,选取多个控制参数,以降低复杂度。然后,设计基于自适应PID控制器的控制模型,以送风温度和送风压力作为控制量,将冷、热水流量及风机转速作为被控制量,求解控制量和被控制量的传递函数。最后,根据传递函数与期望值间的耦合关系,对控制分量的增减进行调整,以实现冷链运输车空调冷风机运行的自适应PID控制。试验结果表明,该方法能够使冷链运输车内温度保持稳定。该方法控制精准度高、鲁棒性强、实用价值高,可以确保货物在整个冷链运输过程中的质量和安全。

基于自适应PID算法的变频器节能控制系统设计

在当前的电气应用中,变频器控制系统应用广泛,但面临的挑战也愈发明显。特别是在能耗管理方面,由于其缺乏智能调控频段能耗的能力,系统整体能耗偏高。为此,文章提出基于自适应比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)算法的变频器节能控制系统设计。构建以微处理器为核心的变频器节能控制结构,将神经网络与PID控制器相结合,构造自适应PID控制器。结合变频器节能控制结构的能耗计算与反馈,通过自适应调节权值系数完成变频系数调整,降低各频段能耗,实现变频器节能控制研究。实验结果显示,该系统节能效果显著,能耗最高仅为20 J,且相较于对比文献,该系统运行稳定,运行时间短,为变频器节能控制运行提供了保障。

基于经验整定公式的自适应PID控制算法研究

PID控制虽应用广泛,但其参数整定一直都是件困难的工作,更重要的是即使参数整定完成,因其不具有自适应能力,当环境变化时,PID的参数需要重新调整。传统的自适应PID控制算法由于算法的复杂性及工程应用的实际问题,它的应用受到一定的局限。本文设计了一种基于经验公式整定的自适应PID控制器。针对300MW循环流化床进行升负荷实验,实验结果表明,经验公式整定下的自适应PID控制效果较佳,具有较好的鲁棒性,而且容易在实际工程中实施。

AdHoc网络单神经自适应PID主动队列管理

针对无线自组网的网络拥塞问题,考虑网络节点的移动性以及网络拓扑结构异变性引起的局部和全局拥塞,提出了一种单神经自适应PID的主动队列管理算法。算法对现有的Ad Hoc网络移动节点的队列管理算法进行改进,利用单神经元结构简单的特点,同时结合神经网络强大的自适应、自学习能力,实现对无线节点缓冲区队列长度的有效控制。实验结果表明,新的中间节点拥塞控制算法具有响应时间短、丢包率低、网络流量吞吐率高等优点,在动态的网络环境下具有更好的稳定性和鲁棒性,综合性能优越于传统的PID控制算法。

基于自适应模糊PID的注塑机温度控制及仿真

为了对注塑机温度精确控制,针对注塑机温度在传统比例积分微分(PID)控制系统中存在的控制偏差大、调节速度慢等诸多不足的现状,提出将模糊控制器和PID控制器相结合,构造成一个自适应模糊PID控制器,运用MATLAB软件建立传统PID和自适应模糊PID控制器模型,对机筒温度进行仿真对比。设定200℃为给定温度,最终仿真结果显示,与传统PID控制器相比,自适应模糊PID控制器实现了注塑机温度的实时控制,达到了超调量小,升温快速及稳态无误差等要求。表明了自适应模糊PID控制器比传统PID控制器对温度的控制效果更加良好。

基于模糊自适应PID注塑机电控系统研究

在分析注塑机制品成型工艺的过程控制要求基础上,积极构建模糊理论和比例积分微分(PID)理论算法相结合的电控系统,以实现注塑机制品成型全过程中的参数控制。

基于模糊自适应控制的温度冲击试验系统研究

温度冲击可靠性试验广泛应用于电子产品、军工、船舶等工业领域,是产品检测的重要组成部分,温度冲击试验系统具有多变量、非线性、纯滞后、参数时变等特点,难以对其进行有效的控制。在介绍温度试验系统一般性原理后,对其进行数学建模,提出了基于Smith预估和模糊自适应PID复合控制的控制策略,并进行了数值仿真和实验研究。结果表明,基于上述模型的控制器的动态响应快、超调量小、稳态精度高,具有良好的稳定性和鲁棒性;实际试验数据也进一步验证了上述控制器具有很好的适用性。

多线切割机恒张力自适应控制

针对收放线罗拉半径随时间变化的多线切割机时变系统恒张力控制问题,提出了自适应比例-积分-微分(PID)控制方法。设计了弹簧张紧机构以对切割金属丝施加张力,并建立了恒张力控制系统模型。在Matlab环境下进行了仿真实验,结果表明所提出的系统具有较好的鲁棒性。

镁合金挤压温度的自适应PID控制

对汽车用镁合金挤压过程进行了自适应PID控制前后的对比,并进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:与自适应PID控制前相比,控制后的挤压态AZ80、AZ31镁合金试样平均晶粒尺寸减小,抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率略有减小,镁合金的显微组织和力学性能均得到了提高。

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。

驱动机械多缸液压系统协同控制方法设计

针对驱动机械的多缸液压系统,为实现各个液压缸之间的协同运动控制,提出一种基于前馈控制器的自动协同控制方法。首先分析多缸液压系统,确定每个液压缸的动态控制方程,然后将协同控制分为前馈控制器和自适应PID控制器两部分。其中,前馈控制器通过分析系统的反馈信息,预测可能存在的液压缸运动误差,并设计前期处理措施;自适应PID控制器结合自适应技术和PID控制器优点,自动识别各液压缸的实时负载情况,按需调节液压缸的输出流量,从而实现自动调整与协同控制。测试结果表明:该方法有效降低了各液压缸间的同步误差,可将误差控制在合理范围内,确保液压系统始终处于平稳的运行状态,不会出现较大的波动。

基于PID自适应卡尔曼的惯导姿态算法

针对飞机、车辆等载体惯性导航系统中积分累积误差和噪声误差,导致姿态角偏差增大的问题,以惯导融合思想为基础,提出一种比例-积分-微分(PID)自适应卡尔曼滤波算法。算法首先融合加速度计和陀螺仪解算的实时角度值,利用PID控制器抑制误差波动并作为量测数据,将陀螺仪数据作为状态数据;再通过带有自适应系数的滤波方程,结合数据,给出了详尽的理论分析过程,最后得到可信的姿态定位信息。利用数字信号处理器(DSP)实时处理惯性测量单元MPU6050数据,实验结果表明:对比常用的姿态滤波算法,新算法精度提高了50%左右,运算时间缩短了40%左右,基本满足实际需要。

基于航向控制系统的船舶动态避碰机理

为探索航速矢量变化与船舶避碰之间的动态变化规律(避碰机理),研究了结合船舶领域和速度障碍等方法的静态避碰机理,确定了不考虑船舶改向运动过程与周围环境变化前提下,本船可避让所有物标的航速矢量区间;建立了基于模糊自适应比例积分微分(PID)控制和船舶运动方程的航向控制系统,再现船舶改向过程中的航速矢量非线性变化;基于静态避碰机理和航向控制系统研究了船舶动态避碰机理,求解了符合船舶操纵运动过程的动态避碰改向区间.研究结果表明,在开阔水域随机设置的多物标环境中,可得到符合航速矢量非线性变化的动态避碰改向区间集合[-90°,-72°]、[31°,47°]、[62°,79°],受动态船舶主要影响形成改向范围为(-72°,31°)、(79°,90°]的碰撞航向区间,符合船舶操纵运动对改向避碰的影响规律,可为实现船舶避碰辅助决策、自动避碰和动态避碰路径规划提供基础理论和方法.

基于Carsim轻型货车EPS系统控制策略研究

汽车转向性能的优劣直接决定汽车驾驶的安全性,是影响汽车主动安全的重要因素。为了提高汽车在不同工况转向时的操纵动力学性能,以轻型货车为载体,利用模糊自适应PID控制策略参数自适应调整的优势,制定模糊自适应PID控制策略,在EPS系统基本的助力模式下展开研究,通过结合Carsim和Matlab/simulink建立的整车联合模型进行仿真,并和传统PID控制策略对比分析。结果表明:汽车行驶在不同的工况时,模糊自适应PID控制策略不仅能够满足在助力模式下转向的轻便性,还通过自身的参数自调整,比常规PID控制策略具有更快的响应速度和较小的超调量,系统的性能提高。研究的控制策略能够实现更好的控制效果,对轻型货车电动助力转向系统控制器的开发具有重要的意义。

插电式四驱混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略

为克服传统比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)以及模糊逻辑算法的缺陷、保障汽车经济性并改善乘员的乘坐舒适性,该文采用自适应模糊PID算法,建立了驾驶员模型。使用基于发动机输出转矩最优的能量管理控制策略,简述了驱动模式判别条件及转矩分配方法。提出1种"发动机调速+离合器模糊PID控制+发动机动态转矩查表+双电机转矩补偿控制"转矩协调控制方法,简述了模式切换步骤。在dSPACE实时仿真系统上对控制策略进行了硬件在环仿真。仿真结果表明,该控制策略在能量管理方面控制效果良好,动力部件的输出与控制策略完全吻合且平均车速误差下降37.1%。引入转矩协调之后,整车最大冲击度下降47.5%。该文的研究方法可以为制定复杂混合动力系统的控制策略提供参考。

多轴运动控制器研制及其在机械手上的应用

针对数控机床、机械手等系统的发展需要,设计了基于DSP的开放式运动控制器。控制器通过PCI总线与上位机通信,采用DSP和CPLD完成了运动控制功能,实现了机械手关节运动的伺服控制。考虑机械手的动力学特性,设计了单神经元自适应PID控制器,在开放式控制平台上实现了机械手的精确轨迹跟踪。试验结果表明,该系统具有良好的开放性、通用性和可扩展性,在其中移植先进控制策略,获得了比传统的PID控制更好的轨迹跟踪性能。

空间光通信终端精跟踪伺服系统研究

为了提高空间光通信中的精跟踪伺服系统的跟踪精度,采用神经网络比例-积分-微分算法,解决精跟踪伺服系统设计中光斑抖动时变不确定性和压电陶瓷驱动中存在的迟滞、蠕变和位移非线性等不足。通过3层结构反向传播神经网络自学习方法,在线调整比例-积分-微分控制器的系数,控制压电陶瓷驱动精瞄偏转镜偏转,最终达到精跟踪伺服系统优化控制。进行了理论分析和实验验证,取得了室内精跟踪数据。结果表明,神经网络比例-积分-微分控制算法增强了伺服系统鲁棒性,并提高了伺服系统实时性;采用400Hz 的 CCD,精跟踪伺服系统对40Hz 以下的抖动能有效抑制,基本能满足在空间光通信中跟踪带宽需要。

基于MATLAB的轿车电动天窗防夹系统建模与仿真

根据轿车电动天窗运行的安全性和稳定性要求,在分析电动天窗电机数学模型的基础上,在MATLAB/Simulink环境下建立轿车电动天窗防夹控制系统仿真模型,该模型以自适应模糊PID(比例-积分-微分)控制器调节电机速度,利用速度计算天窗位置,同时利用设置的速度阈值判断是否启动防夹程序;通过对电动天窗防夹系统模型进行仿真,验证了该模型的可行性。

民用飞机供水热技术仿真研究

研究民机供水系统温度加热控制的优化问题,保证用水的舒适度。针对管道加热器是非线性、时变的控制对象,为实现即热、舒适节能,提出设计采用模糊/PID开关切换和自适应模糊PID控制的两种系统模型控制器,建立仿真模型,研究模糊控制器控制规则和参数优化设计,比较分析两种系统模型控制方法与基本PID控制方法的水温控制性能。仿真结果表明,利用模糊/PID开关切换控制的民机供水温度控制系统可达到供水即热,节能省水的效果。