基于PSO优化Fuzzy-PID精量灌溉控制系统设计

精确控制农业灌溉中的灌溉精度和水肥比例,能够大大提高水肥的利用率。因此,基于传统PID控制、Fuzzy-PID控制两种控制算法的优缺点,进行PSO优化Fuzzy-PID控制。该控制算法能够有效解决大棚灌溉控制中的非线性、时变性和滞后性等问题。实验结果表明:该系统与传统PID控制相比,上升时间减少了4.10 s,超调量降低了14.57%,调节时间减少了27.4 s;相比于Fuzzy-PID控制,上升时间减少了4.30 s,超调量降低了0.37%,调节时间减少了20 s。该系统响应速度快、配比精度高、稳定,具有一定的应用价值。

Fuzzy-PID在电阻炉温控系统中的应用与设计

温控系统中常用的PID控制器,存在参数整定复杂、控制精度不够理想的问题。针对电阻炉温控系统所处大惯性、大时滞的特点,提出一种复合控制的策略,将常规PID控制与模糊控制相结合,构成一种智能型的Fuzzy-PID控制器。

基于Fuzzy-PID的PZT微纳扫描控制算法

针对压电陶瓷的特性,提出了基于Fuzzy-PID的复合控制算法。该算法在整个过程中的不同阶段采用不同的控制方式,即根据误差信号e的大小有选择性的使用模糊控制或PID控制,因此不需要建立被控对象的精确数学模型,而且还继承了常规PID控制静差小、静态稳定性好的特点,同时又兼有模糊控制适应能力强、动态性能好的优势。实验中采用此算法获得闭环控制电压最大误差为18mV,置位重复精度为6nm,系统相对误差0.15%;在位移量为10μm的时间-位移阶跃响应曲线中阶越响应时间约为20ms,且在电压为80V的蠕动曲线中,3min内的蠕变为3.6%,3min以后变化开始缓慢。由此可知该控制方法能够有效地降低压电陶瓷非线性所引起的位移误差,提高定位精度,而且还能改善压电陶瓷的蠕动特性。

基于Fuzzy-PID的移动机器人运动控制

移动机器人涉及到许多研究方向,运动控制是其中的基础。通过对移动机器人运动学模型进行分析,以足球机器人系统为实验平台,论证了Fuzzy PID技术应用于移动机器人运动控制的可行性。将传统的PID控制与模糊控制相结合,通过PID控制实现控制的准确性,利用模糊控制提高控制的快速性。针对移动机器人运动控制中的实际问题,着重提出了基于误差分区的PID控制器和模糊控制器的设计方法。实验证明该方法不仅增强了控制器的调节能力,还在一定程度上简化了控制器的设计。

Fuzzy-PID在反重力铸造液面加压控制系统中的应用

由于反重力铸造过程的时滞性、不确定性、复杂性,难以建立精确的数学模型。因此采用不依赖于数学模型的PID控制算法,而传统PID存在动态性能差、稳定恢复时间长、容易出现超调的缺点。为了实现对复杂系统的精确控制,引入Fuzzy控制,将二者结合起来,设计了Fuzzy-PID混合控制算法。该控制算法继承了PID控制无静差、静态性能好的特点,同时又兼有Fuzzy控制适应能力强,动态性能好的优势。实践证明,该控制算法对参数变化适应性好,抗干扰能力强,适合应用在反重力铸造液面加压控制系统中,并取得了良好的控制效果。

基于LabVIEW的Fuzzy-PID温度控制系统的设计

针对电子束加热是在真空室中进行,能量密度高、工件温度变化快、控制难度大、数学模型难以建立等特点,提出了系统解决方案及控制机理。利用LabVIEW软件中的模糊逻辑模块(Fuzzy Logic)及仿真模块(Simulation Module)建立系统仿真程序,并通过仿真曲线获得优化参数。实验表明,该控制系统具有动态响应快、调整时间短、稳态误差小、超调量小等特点,从而证明了在以高能密度的电子束为加工热源过程中,采用Fuzzy-PID控制技术对被加工件温度进行控制,可以获得理想的控制效果。

预估Fuzzy-PID在中央空调控制系统中的应用

电加热常作为中央空调的末端设备置于被调节房间风道入口处 ,微调加热以提高温度控制精度 ,为此提出一种电加热温度控制方法 ,采用预估Fuzzy PID复合控制算法 ,通过对加热功率的调节进行闭环控制 ,实现控制点温度的稳定控制 .新的控制算法结合了smith预估控制、Fuzzy和PID控制器的优点 .在MATLAB环境中仿真预估Fuzzy PID控制中央空调末端电加热 ,结果表明该控制方法能提高温度稳定性并降低能耗 ,控制精度达到± 0 .1℃ .

Fuzzy-PID切换控制在磁流变半主动悬置系统中的应用

建立了一种新型动力总成磁流变悬置的动力学模型,并对其进行动态特性试验。通过数值拟合方法对试验数据进行拟合,得到了电流与可控阻尼力的关系式,为磁流变悬置的控制应用提供了理论模型。考虑车辆悬架系统的等效刚度和阻尼,建立了磁流变半主动悬置系统模型。设计了磁流变半主动悬置Fuzzy-PID切换控制系统,对不同工况下磁流变半主动悬置系统的隔振特性进行了仿真研究,结果表明应用Fuzzy-PID切换控制的磁流变半主动悬置系统具有良好的隔振效果。

Fuzzy-PID复合控制在电子送经中的应用

为了满足织机的高速化和织造品种的多样化,对送经机构提出了更高的要求,需要准确控制送经机构的运动。而送经机构是一个典型的复杂、联动、时变、非线性、强干扰送经系统,传统的PID调节器不能取得令人满意的效果。针对传统的PID控制算法存在的缺陷,设计了一种Fuzzy-PID复合控制算法,并应用该算法面向SAURER400织机送经系统在MatLab中的Simulink进行仿真。结果表明,Fuzzy-PID复合控制仿真曲线在响应时间和超调方面优于PID控制曲线。该控制方法在电子送经系统中有着广泛的应用前景。

基于Fuzzy-PID复合控制的焊缝自动跟踪系统的研究

采用点光源扫描的光电传感器对焊缝偏差进行检测,提出了一种传感器旋转摆动模型,建立了系统闭环控制结构图,利用Fuzzy-PID复合控制器实现焊缝跟踪。采用MATLAB对系统的控制性能进行仿真。仿真研究表明,采用传感器旋转摆动模型,简化了系统对传感器的要求,Fuzzy-PID复合控制的应用则提高了系统的精度。研制出一台样机,焊缝跟踪实验表明,系统跟踪精度高,满足实际生产应用要求。

基于Fuzzy-PID控制的柴油发电机调频研究

频率稳定性是柴油发电机组运行的重要指标。传统柴油机电子调速仅依靠调速器控制频率,很难保证频率达到最优调节。本文采用Fuzzy-PID控制器,参数自整定为基础的复合控制,仿真结果表明,该控制器能够大大提高系统稳定性和鲁棒性。

风电机组偏航Fuzzy-PID合成控制系统仿真

为有效进行偏航迎风控制,提高偏航控制系统偏航过程中的稳定性与鲁棒性,提出了一种新型的偏航系统控制方法——Fuzzy-PID合成控制方法。该控制方法将整个速度控制域分成三个部分:大误差范围内的Fuzzy控制部分;小误差范围内的Fuzzy-I控制部分;微误差范围内的Fuzzy-I-PD控制部分。以此方法设计了Fuzzy-PID合成控制器,并构建了偏航矢量控制系统。采用Matlab进行的仿真实验结果表明,与常规PID控制和模糊PID分段控制比较,在系统稳定性和鲁棒性方面,Fuzzy-PID合成控制具有更好的性能表现,增加了系统的安全系数。

Fuzzy-PID复合控制在连消中的应用

由于常规PID方法对连消温度这样的非线性、大滞后对象难以进行有效的控制,为此采用常规PID和模糊控制复合的方法对某制药厂的连消温度进行控制,并采用模糊推理的方法完成两种控制方式的平稳过渡。控制结果表明,该控制方法可以大幅度提高控制精度和缩短系统响应时间,从而避免了染菌事故的发生,带来了较好的经济效益。

数控切削性能的Fuzzy-PID控制算法的设计与仿真

随着零件加工精度的日益提高及外界干扰因素的不断增加,传统PID控制的数控加工过程已不能满足目前切削性能的需求,如何使数控机床在加工中仍然保持优越的切削性能是目前制造领域研究的热点问题之一。根据数控切削加工系统的组成结构,建立了切削系统的数学模型。通过分析单位阶跃响应的误差曲线,归纳了PID参数自调整的模糊规则,并完成了一套与切削系统相匹配的Fuzzy-PID算法的设计。经动态性能、抗干扰性能和鲁棒性能的仿真实验分析,结果表明与传统PID算法相比,Fuzzy-PID算法应用于切削系统中具有更良好的品质。

机器人焊缝跟踪的FUZZY-PID控制

设计了一种模糊控制和PID控制相结合的混合控制器。利用模糊控制器充当调节器,在线调整PID的三个参数;利用PID作为控制器,实现控制量的精确输出。讨论了整个控制器的设计方法,并在相应模型的基础上进行了带扰动的控制模拟,结果表明参数在线得到了优化,说明该方法是合理和有效的。

Fuzzy-PID复合控制在温室节水灌溉中的应用

为解决温室节水灌溉的需求,综合考虑温室环境因子对灌溉量的影响,通过系统辨识的方法,建立被控对象土壤湿度的数学模型。针对湿度控制大滞后惯性环节的特点,设计了一种Fuzzy-PID复合控制的方法。该方法将模糊控制器和PID控制器并行结合,并采用梯形隶属函数的模糊切换算法进行两者的切换,实现两种控制方法的优势互补。实验仿真结果表明:Fuzzy-PID复合控制响应时间短、超调量小、稳态过程没有振荡,不仅具有较好的动态性能,而且具有比较理想的稳态品质,适用于温室节水灌溉控制。

典型大时变时滞系统的鲁棒fuzzy-PID控制及应用

针对典型大时变时滞系统 ,设计新的鲁棒fuzzy_PID控制器 ,实现系统参数大范围失配情况下的闭环鲁棒稳定 ,并且使闭环系统达到设定值无静差跟踪及满意的动态性能 .现场应用效果良好 .

基于Fuzzy-PID控制镜面露点仪程序的设计

在露点仪测量的过程中,气体的湿度变化对仪表的控制方式要求差别很大,目前需要人为的设定气体测量范围,该系统根据气体湿度的特点,设计了两种控制模式:高湿模式和低湿模式。同时为了防止两种模式切换的过程当中产生振荡,该系统利用施密特门原理设计两种模式切换程序,通过实验可以满足仪表使用的需要。

双菱形仿袋鼠腿悬架的PID和Fuzzy-PID控制特性研究

为改善传统车辆悬架的性能,借鉴自然进化而来的袋鼠腿部结构,提出一种双菱形仿袋鼠腿悬架。为研究该悬架的行为特性,采用Lagrange方程法推导其动力学模型;基于动力学模型分别设计其PID和Fuzzy-PID控制器;在MATLAB/simulink环境下,建立其被、主动仿真模型并开展特性仿真与分析。研究发现:①被、主动模式下,车身垂向加速度、悬架动挠度及轮胎动位移均方根,随着车速和路面等级的增加均有所增加且在允许范围内。②不同路面等级下,随着车速的增加,被、主动模式的车身垂向加速度传递率数值基本相同,均呈单调递减趋势,(如,被动模式的车身垂向加速度传递率在1.64%~0.80%之间变化),但主动模式优于被动模式,Fuzzy-PID控制优于PID控制(约下降0.5%~0.6%);③不同路面等级下,随着车速的增加,被、主动模式的轮胎动位移传递率数值均增加,但其增加率呈下降趋势。从传递率数值上看,主动模式明显优于被动模式(约减少15%~25%,高车速时下降明显),但Fuzzy-PID控制与PID控制效果基本相同;④由车身加速度、悬架动挠度和轮胎动位移传递率频响特性可知双菱形仿袋鼠腿悬架有两个峰值,第一个峰值在0.8 Hz附近,第二个峰值在15 Hz附近;主动控制下悬架的舒适性和稳定性均优于被动悬架,Fuzzy-PID较PID控制效果更佳。研究结果表明:所提悬架的结构设计合理、方案可行。该悬架具有良好的路面适应性、高速舒适性和稳定性,这些特性与袋鼠腿的运动特性相吻合,验证了该研究思路的正确性和控制方法的有效性。