电液执行器非线性PID控制优化仿真研究

为了提高电液执行器运动轨迹的跟踪精度,提出了一种非线性比例-积分-微分(PID)控制优化方法,通过仿真检验优化后的控制系统输出结果,构建了电液系统数学模型。对传统PID控制参数进行改进,设计了一种非线性PID控制方法。引用粒子群算法并进行改进,利用改进粒子群算法迭代搜索原理对非线性PID控制器参数进行在线调整,最终得到电液执行器最优控制参数值,使电液执行器具有更好的抗负载干扰能力。以电液执行器不同工况为例,利用Matlab软件对电液执行器运动轨迹进行仿真,比较空载和负载条件下输出结果。结果显示:在空载条件下,分别采用PID控制、非线性PID控制和优化非线性PID控制方法,电液执行器运动轨迹输出误差均较小,相差不大。在负载条件下,优化非线性PID控制方法明显优于PID控制和非线性PID控制方法,相比之下使用优化非线性PID控制方法,电液执行器运动轨迹输出误差较小。采用改进粒子群算法优化非线性PID控制方法,使电液执行器能够抑制负载工况的干扰,具有较高的跟踪精度。

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究

基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制,提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明,Boost变换器非线性PI解耦控制,比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性,状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC/DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制,其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。

变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID控制

针对变速风机非线性强、转动惯量大、转轴机械阻尼随转速变化的特点,提出了变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID(nonlinear-PID,NLPID)控制策略,仿真研究表明,非线性PID控制响应快,超调小,受系统参数变化的影响较小,控制精度高,具有一定的适应性和鲁棒性。此外,该文设计了基于模糊规则切换的模糊PID-PID双模变桨距控制器,在此基础上对变速恒频风力发电系统在全风速范围内的运行进行了数字仿真研究。在高于额定风速时,通过变桨距控制器调节桨距角,系统能较好地将功率限制在额定值附近;在低于额定风速时,通过模糊推理,系统能够在免测风速的情况下给出转速参考信号,实现最大风能捕获或恒转速运行。

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。

一种数字电动舵机的非线性PID控制算法研究

文章介绍了一种非线性PID控制算法在数字电动舵机中的应用,利用跟踪微分器,获得输入输出的位置跟踪误差和它们的微分误差,并对它们进行非线性组合完成非线性PID控制器的设计,并在Matlab上进行了仿真同时进行了实际舵机控制的验证实验。仿真和实验结果表明通过该算法所设计的舵机控制器,控制动态性能好,稳态误差小,对系统内部非线性参数不确定性和外部负载变化有较强的控制鲁棒性。

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。

非线性PID控制在导弹纵向飞行控制中的应用

提出了结构简单的非线性PID控制方案.通过对导弹动力学特性的分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,弹道外回路采用非线性PI控制,姿态内回路采用非线性PID控制.仿真结果表明,该控制方案结构简单,并能在全空间内实现较高的控制要求.

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PSO优化的潜艇深度非线性PID控制

根据潜艇操纵控制过程非线性、慢时变的特点,在潜艇深度垂直面运动方程的基础上设计了一种基于粒子群算法的潜艇深度非线性PID控制器,针对非线性PID控制设计参数较多的问题,将参数设计问题转化为一种优化设计问题,借助粒子群优化算法,以某型潜艇深度控制系统为研究对象,对系统中的非线性PID控制参数进行了优化。仿真结果表明,该控制器不仅能较好地实现深度保持,相对于传统PID控制具有更好的稳态精度,对舵机的损耗也比传统PID控制小。

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。

基于GSA的水轮机调速系统非线性PID控制参数优化方法研究

水轮机调速系统是水电机组的核心控制系统,调速器控制参数优化与机组的安全稳定高效运行直接相关。针对现有研究的不足,建立了非线性调速系统模型,采用综合特性曲线描述水轮机模型,采用弹性水击模型描述压力引水系统特性;在此基础上,结合引力搜索算法(GSA)的优点,提出了基于GSA的非线性PID控制参数优化方法,并以我国某实际水电机组数据建立仿真模型,比较了不同优化方法和不同PID控制规律的组合控制效果。结果表明,基于GSA的水轮机调速系统非线性PID控制参数优化方法,能有效提高孤网运行条件下机组的动态品质。

时变时滞系统的灰色预测非线性PID控制

针对时变时滞过程提出一种新的控制结构。在此控制结构中,利用遗传算法自动跟踪系统的时滞变化,由灰色预测模型根据辨识的时滞提前预测出系统的输出,而系统的预测输出与输入的偏差以及偏差变化率为非线性PID控制器的输入。仿真结果验证了这种结构能很好地满足时变时滞系统的快速动态响应和稳定性要求。

基于感知模糊自适应蚁群算法的非线性PID控制设计

随着系统复杂度的提高和对象不确定性因素的增加,为克服线性PID动态性能和稳态性能差的缺陷,分析了非线性PID控制器各控制参数对误差的理想变化过程,构造非线性PID控制器;由于增益参数大量增加,传统参数优化方法不再适用,在分析蚁群算法的基础上,提出了基于感知自适应蚁群算法结合模糊自适应信息素更新机制用于优化非线性PID控制器的设计方法;通过仿真实验将该控制器与基于蚁群算法的非线性PID控制器和基于蚁群算法、Z-N法的PID控制器进行对比,并对控制性能和收敛性能进行了分析,结果表明该算法有效克服了传统蚁群算法收敛速度较慢、容易陷入局部最优而停滞的缺陷,该控制器具有更好的动态性能和稳态性能。

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.

一类非线性PID控制系统稳定性分析

针对一类由非线性增益函数与典型 PID控制器级联组成的非线性系统 ,采用波波夫判据对此类闭环控制系统进行稳定性分析。分别确定了确保非线性 PID,P,PI,PD闭环控制系统稳定的非线性增益的有效取值范围 。

二次调节节能系统非线性PID控制器设计

针对常规PID控制在实际生产中的不足 ,设计非线性PID控制器并进行计算机仿真 。

一种新型模糊非线性PID控制器

采用一维输入一维输出的模糊映射关系与传统PID控制器相级联的方式 ,构成一个模糊非线性PID控制器以提高现有PID控制器的性能 .一维模糊控制器无需选择与调整量化因子和比例因子 ,采用五条规则 ,易于实现 .数值仿真和误差泛函积分评价指标表明 ,所提出的模糊非线性PID控制器比现有控制器具有更好的动静态性能 .

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 。