基于DLF神经网络的非线性自适应PID控制器

针对非线性时变对象 ,将DLF神经网络与PID基本原理相结合 ,提出了基于DLF神经网络的非线性自适应PID控制器设计方法 ,并解决了此类控制器初始参数难以设置的问题 .

孤网模式下水电机组自适应最优PID控制器设计

为确保孤网模式下频率稳定性,水电站通常采用参数较小的固定PID(F-PID)控制,导致调节速度慢,难以实现全工况最优控制.针对这一问题,设计了一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)和反向传播神经网络(BPNN)的水轮机调节系统(HTRS)自适应变PID控制器(V-PID),以在全工况下获得最优调节效果.首先,搭建高精度的HTRS仿真平台,并按水头和导叶开度变化范围划分工况.然后基于Hopf分岔理论确定各工况下PID参数约束条件及最大值.进一步,采用基于PID参数最大值数据集、综合ITAE指标和非线性收敛因子的IGWO计算出各工况下最优PID参数,并以最优PID参数作为BPNN样本数据,通过训练得到自适应V-PID控制器神经网络模型.最后,以某实际水电站为例,验证了V-PID控制器效果.仿真试验表明:基于V-PID控制器的非线性HTRS模型可根据工况变化在线自动调整PID参数,以结构简单、易实现为前提,实现了孤网模式下水电机组全工况最优控制.

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.

一种非线性自适应液压系统控制器设计与研究

针对现有电液伺服系统的非线性、参数不确定导致轨迹跟踪精度低的问题,提出了一种非线性自适应输出反馈控制器。分析了液压系统的非线性模型,为控制器设计提供理论基础。非线性自适应输出反馈控制器包含自适应线性扩展状态观测器(Linear Extended State Observer, LESO)和非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer, NDO),用来估计系统中不可策略状态以及惯性载荷动力学中的失配扰动。实验结果表明,所提出的非线性自适应输出反馈鲁棒控制器可有效解决PI控制器存在的谐振问题。

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。

基于模糊自适应PID控制器的夹具自适应控制研究

为提高夹具自适应控制的稳定性和响应速度,以电磁无心夹具为研究对象,提出一种基于模糊自适应比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)控制器的控制方法。首先构建夹具数学模型,然后结合模糊控制和PID控制的优势,构建模糊自适应PID控制器对夹具进行自适应控制,最后通过在MATLAB软件上进行仿真。结果表明,该方法实现了阶跃信号、突加负载、正弦信号输入等不同条件下的夹具控制,且具有优异的控制性能。整个控制过程中,该方法超调量为2.11%,响应时间0.08 s。相较于PID控制器、模糊控制器、自抗扰控制器、模糊滑模控制器,该方法提高了夹具自适应控制的精度和响应速度,且可用于实际夹具自适应控制中,具有一定的实际应用价值。

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．

一种非线性自适应最优励磁控制器的设计

提出了一种非线性自适应最优励磁控制器。新的控制设计方法基于同步发电机的三阶双轴数学模型 ,其仅由代数运算实现的分散非线性反馈补偿律保证了系统在各种运行方式下具有足够的稳态调节精度。控制算法内置一个简单的在线自适应变增益策略以达到在各种工况下动态最优化控制的目的 ,通过求解闭环特征值优化问题来选取权矩阵的方法改善了系统受扰后的暂态响应性能。仿真计算结果表明 ,与传统的线性最优控制器相比 ,新的励磁控制器具有多方面优点。

非线性汽门控制器的自适应鲁棒逆推设计

针对带有内部及外部扰动的汽轮机调速系统,使用自适应逆推方法构造出调速系统的存贮函数,进而同时获得非线性L2增益干扰抑制控制器及参数替换律。该控制器在内部扰动中重点考虑了输电线路参数的不确定性,因此不仅能够抑制干扰对系统输出的影响,而且对系统参数变化也具有很强的鲁棒性。同时,基于该方法的设计过程系统、简明,易为工程人员所接受。仿真结果表明该自适应逆推方法设计的控制器拥有优越的性能。

非线性模糊间接和直接自适应控制器的设计和稳定性分析

提出一种非线性模糊直接和间接自适应控制的统一设计方法 ,该方法把文献 [1,2 ]中的监督控制器用 D—控制来取代 ,在闭环系统的渐近稳定性分析中取消了要求逼近误差平方可积的条件 ,模糊控制器能克服外界干扰对系统误差的影响。

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。

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。

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。

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。