基于复合模糊PID的植保无人机变量喷雾系统设计

为提升现有植保无人机喷雾流量随飞行速度变化自适应调整的精准性,降低施药偏差,设计了一种基于复合模糊PID控制算法的植保无人机变量喷雾系统,可根据无人机飞行速度,以基于复合模糊PID控制算法的PWM调制实时调整喷雾流量。通过测试平台分别对比了此控制算法与PID、模糊PID的响应情况,并进行了无人机喷雾流量随飞行速度变化的响应测试。结果表明:基于复合模糊PID控制的系统响应较PID超调量降低63.64%,较模糊PID调节时间缩减23.08%,复合模糊PID与模糊PID的稳态误差控制在3.125%内,小于PID的4.688%;基于PID、模糊PID、复合模糊PID的喷雾系统喷雾流量平均偏差分别为2.67%、3.85%、1.90%;基于复合模糊PID算法的喷雾系统跟随飞速变化自适应调整喷雾流量的最大偏差为6.29%,满足植保无人机施药作业要求,可为农业航空精准变量喷雾系统设计提供参考。

基于改进蜻蜓算法的磁齿轮复合电机控制研究

针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高。采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性。研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考。

电动汽车电-液复合制动协调控制方法

在电动汽车的复合制动系统中,由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点,所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此,提出了一种复合制动协调控制策略,包含补偿算法模块和切换算法模块。补偿算法模块在电制动状态刚介入电-液复合制动状态时,利用电机制动扭矩补偿具有迟滞性的和响应慢的液压制动系统,保证驾驶员制动感觉的一致性。切换算法模块在电机制动系统与液压制动系统相互切换时,利用模糊PID控制算法对电机制动力进行修正,减小电机制动系统与液压制动系统响应差异性带来的冲击度问题,改善驾驶员制动时的舒适性。利用AMESim、CarSim和Simulink建立联合仿真平台,对几种典型工况进行仿真验证,结果表明,在制动过程中协调控制策略能够保证制动初始时制动感觉一致,在不同切换状态下,减小制动冲击度,提高了驾驶舒适性。

基于有源滤波的单相交流充电桩谐波治理研究

目前交流充电桩应用广泛,随着充电桩日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。针对单相交流充电桩谐波治理问题,将有源滤波技术应用到交流充电桩中。根据充电桩特性采用单相并联有源滤波器(PAPF)。对基于瞬时无功功率理论的单相谐波检测法进行探究,并结合最小均方(LMS)与最小四阶矩(LMF)自适应算法提出一种新型定步长自适应低通滤波器用于提高谐波检测性能。控制环节采用结合重复控制的内外环复合控制策略完成稳压控制、谐波追踪及补偿。基于Matlab/Simulink仿真分析低通滤波环节输出的波形并搭载样机实验,结果验证该算法可提升谐波检测性能。建立单相PAPF系统仿真并通过快速傅里叶变换(FFT)分析系统谐波补偿能力,结果证明单相PAPF可有效治理谐波,使总谐波失真(THD)降至5%以下。

基于三维复合冲击的延长气田钻井钻进参数自动控制技术

在钻井过程中受到多方面参数的影响,导致钻机钻速波动,为此提出三维复合冲击下延长气田钻井钻进参数自动控制技术。根据气田地层对钻压的敏感程度选择钻头,计算钻头的扭矩变化、轴承的磨损速度以及钻头磨损系数,利用PID控制算法,获得泥浆的消耗量参数、孔深参数、钻压参数、漏水状态参数、烧钻参数以及岩层的软硬变化参数所对应的电流和电压信号,得到标准的参数数据,自动调整钻速、遇到岩石层增大扭矩、降低钻压以及确认钻井的方向,实现自动控制技术。实验证明技术可有效降低钻速的大幅度波动,提升工作效率。

PSOGA算法在望远镜实验基座控制系统中的应用

阿里原初引力波探测望远镜基座需要实现5°/s至20°/s的高速运动,且运动精度RMS值要求小于20″,为了实现高速高精度的运动控制,需要对运动控制参数进行优化。通过对UMAC运动控制器中的控制结构进行研究,使用粒子群—遗传组合算法(PSOGA)对控制器参数进行优化,将控制结果与粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)进行对比,并在实验装置上进行了验证,实验结果表明PSOGA算法的优化参数在20°/s的速度运动时,稳定时间为0.18s,误差为12″,小于20″的要求,满足高速运动下的控制精度要求,验证了PSOGA算法在UMAC运动控制器中的有效性。

巨量转移装备核心轴自适应反步滑模控制

Micro-LED巨量转移装备核心轴具有多变量、强耦合、非线性以及容易受到参数摄动影响等特点,较难实现系统的高精度定位和快速响应。以基于永磁同步直线电机(PMSLM)的巨量转移装备X轴伺服系统为研究对象,提出了一种结合非线性函数和幂指数超螺旋切换控制律的自适应反步超螺旋滑模控制(ABSTASMC)算法,提高系统抗参数摄动能力,降低固有抖振,同时辅以前馈控制器,实现系统的快速响应。实验结果表明,相比传统的PID控制,ABSTASMC拥有更高的定位精度和更强的鲁棒性,调整时间更短,很好满足了巨量转移装备核心轴对高加速高精度运动性能的要求。

基于复合PID算法的农业测控系统设计

针对农业温室大棚温湿度每天变化不同的特点,采用基于复合PID控制算法的农业测控系统结合温度湿度每天变化趋势的方式,精准控制环境参数设计了一套集数据处理与控制为一体的大棚测控系统,可通过手机app和PC端远程访问智慧大棚,实时了解大棚内农作物的生长状况。仿真实验结果表明:该算法的测控精度、响应速度均优于常规PID算法,能更好地满足实践要求。为了减少环境参数采集误差,在传统PID算法的基础上,采用分段、分类控制的复合PID算法进行调节。

PID与模糊控制算法的比较及其改进

分析比较了PID控制和模糊控制算法 ,针对一般PID控制容易产生超调、模糊控制的稳态精度不高的缺陷 ,提出了相应的改进算法—复合PID算法和带动态补偿的模糊控制算法 ,并通过水温控制仿真实验 ,比较了这几种控制算法的控制效果。实验结果证明 ,这两种改进算法不仅系统超调小 ,而且具有较高的稳态控制精度 ,可广泛应用于精确控制领域。

非共振式压电直线电机精密驱动及定位控制

为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的分辨率和幅频特性。以现场可编程门阵列(FPGA)为核心处理器,以光栅尺为反馈元件,通过分析非共振式压电直线电机的多种运行模式,根据直线电机的运行时序,设计完成了开环大范围整步运行模式与闭环小范围单步运行模式相结合的控制策略,在单步运行模式中分别设计完成了PID控制算法及PID与压电陶瓷迟滞逆模型前馈相结合的复合控制算法。实验结果表明,该控制策略能够实现大行程内的精密位移控制,复合控制算法具有比PID更加优越的控制效果,能够在21mm大行程内实现1.5nm的闭环定位控制精度,直线电机的最大驱动力可达300N,满足大行程高精度位移控制的应用需求。

复合控制算法在逆变器中的应用

针对逆变器在控制方面存在的问题,提出了一种新型的控制算法,即PI控制和重复控制相结合的复合控制方法.本算法利用逆变器输出的电压和电流构成双闭环系统,在保持PI控制和重复控制各自优点的前提下,克服了PI控制稳态性能差和重复控制调节有延时的缺点,很好地改善了逆变器输出波形的质量.仿真结果验证了所提出算法的有效性.

用于血液病毒核酸检测的微流控PCR温度控制技术研究

针对血液中病毒核酸快速检测的需求,研制用于微流控PCR扩增的温度控制系统。为了满足PCR反应所需的快速升降温和控温精确的要求,采用PT1000温度传感器和ADS1220高精度模数转换器,选用STM32F429作为主控芯片,提出Bang-Bang算法结合PID算法的复合算法,经过实验测试升降温速率分别为7.15℃/S和4.96℃/S,温控精度≤±0.1℃,温控系统完全满足HBV病毒核酸检测PCR扩增的需求。

直接力/气动力复合控制导弹智能控制算法

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹喷流干扰较大的特点,基于自适应遗传算法和改进的模糊控制理论,提出了一种不依赖精确数学模型的智能复合控制算法。该算法采用直接力与气动力并联的复合策略,首先利用自适应遗传算法设计复合控制分配算法,然后基于变论域自适应模糊控制理论设计姿控发动机点火算法,最后考虑了姿控发动机离散点火特点,利用脉冲调宽调频(Pulse-width pulse-frequency,PWPF)方法对点火算法进行实现,并分析了系统的稳定性。仿真结果验证了该算法的有效性。

智能PID控制方法的研究现状及应用展望

在传统PID控制基础上,融合了先进智能控制思想和传统PID控制的智能PID控制器在很多方面表现出更好的特性。现今的PID控制已逐渐向智能化、自适应化、最优化的趋势发展。介绍了几种常见的智能PID控制器,如模糊PID、神经网络PID、遗传算法PID控制等。分析了它们各自的典型结构及特点,并总结了近年来智能PID控制器研究的重点方向和存在的问题,最后论述了智能PID控制器的应用前景。

转台伺服控制系统的PID—模糊复合控制算法的研究

本文对转台伺服控制系统的控制算法进行了研究,对PID控制算法和模糊控制算法的原理进行了简单的叙述和对比,提出了基于这两种控制算法的复合控制算法,此算法是基于前两种控制算法的各自优点,依据转台在工作状态的各个阶段速度和位置偏差的不同,分别采用不同的控制算法,使转台具有更好的动、静态性能,更好的模拟飞行器的飞行状态。

智能控制方法应用于APF的综述与展望

随着计算机技术和芯片技术的发展,智能控制方法将逐步进入实用化阶段。将智能控制方法用于控制有源电力滤波器(activepowerfilter,APF)可大大提高APF的各项性能。文章对模糊控制、人工神经网络、遗传算法等智能控制方法及其与其它方法结合构成的复合控制方法在APF中的应用现状进行了综述,比较和总结了上述控制方法的优缺点及存在的问题,并对智能控制方法应用于APF的发展方向进行了展望,指出将智能控制方法和非线性控制方法相结合,实现对APF的控制会是一个较有前途的发展方向。

基于前馈模糊自抗扰的燃气热水器温度控制

燃气热水器系统是一个复杂的控制系统,具有大时滞、惯性大、抗干扰能力弱的特点,其控制性能的好坏直接影响用户的使用体验和对产品的评价。针对现有燃气热水器在温度控制中存在的大时滞和惯性大现象造成的温度控制效果不佳等问题,提出一种由前馈控制、模糊控制和自抗扰控制相结合的前馈模糊自抗扰复合控制算法;对其开机恒温性能进行仿真分析,并对热水器开机恒温、调温恒温、水流量波动恒温以及切阀恒温性能进行试验研究。结果表明:基于前馈Fuzzy-LADRC控制算法的燃气热水器相较于原机开机恒温调节时间减少了38.3%,调温恒温调节时间减少了33.7%,水流量波动恒温调节改善了45.7%,切阀恒温调节时间减少了55.3%;新控制算法调节时间短,抗干扰能力强,大大提高了燃气热水器的恒温性能。

一种适用的复合控制算法

给出了一种适用的复合控制方法 ,对该方法的稳定性进行了分析 ,通过仿真可以看出 ,该方法能较好地改善跟踪雷达伺服系统的动态跟踪性能 ,减小动态滞后误差 。

动态电压恢复器的复合控制策略研究

深入分析了动态电压恢复器(DVR)的三种控制策略,指出了这三种控制策略的优缺点,建立了DVR的数学模型,提出了一种改进的复合控制策略,并对电流调节器和电压调节器的参数进行了整定,进而分析了校正后电流环和电压环的动态特性和静态特性。比较了三种工况下DVR的补偿特性,实验结果表明,提出的复合控制策略克服了基于电容电流内环的复合控制策略的不足,并且比前馈控制策略具有更好的动静态性能和适应性。

基于神经网络的轮廓误差控制仿真研究

运动控制系统不同轴的动态特性的差异是造成系统轮廓误差较大的主要原因。为系统每个轴设计一个高性能的前馈补偿器,可以改善每个轴的动态特性,使不同轴相互匹配,从而减小系统的轮廓误差。由于前馈补偿器的传递函数通常具有二阶或二阶以上微分环节,物理实现较困难,本文利用神经网络辨识系统的控制对象逆模型作为前馈补偿器,很好地解决了该问题;而利用在遗传算法中加入BP算法形成的混合遗传算法作为神经网络的训练算法,此算法具有收敛速度快,不易陷入局部极小的特点。