模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究

液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。

基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制研究

针对凿岩机械臂的电液比例系统位置控制精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID的电液比例系统位置控制方法。首先,在AMESim中搭建了阀控非对称液压缸的电液比例系统简化模型,设置了各个模块的参数;然后,利用MATLAB/Simulink搭建了系统闭环控制模型,通过不断更新RBF网络模型并修正PID参数,实现了基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制目的;结合AMESim搭建的电液比例系统模型和Simulink下搭建的控制器进行了联合仿真;最后,基于凿岩台车机械臂实验平台,进行了电液比例系统位置控制实验。仿真结果表明:在受到外部干扰的情况下,RBF神经网络整定PID控制系统能够在0.3 s内控制活塞杆重新运行至目标位置,平均响应时间为1.5 s,位置精度误差不超过5 mm。实验结果表明:与常规PID控制方法相比,RBF神经网络整定PID控制活塞杆位置精度误差降低了75%,位置精度误差在工程实际要求的10 mm范围以内,因此,RBF神经网络整定PID算法可以有效提高电液比例系统的位置控制精度,满足凿岩机械臂实际工作中对电液比例系统位置精度的控制要求。

基于参数自整定模糊PID的BLDC控制研究

为解决传统PID控制在无刷直流电机调速系统中的控制精度低、效果不佳等问题,设计了一种基于参数自整定模糊PID控制的调速系统。通过在Matlab/Simulink仿真软件中建立了无刷直流调速系统的模型,分别采用传统PID控制、模糊PID控制和参数自整定模糊PID控制来对转速环进行调控,而电流环则采用PID控制。通过对比研究结果发现,采用参数自整定模糊PID控制的调速系统具有许多优势。系统的超调量较小,控制效果较好,同时提高了系统的鲁棒性。通过搭建模型并进行仿真实验,证明了采用参数自整定模糊PID控制的调速系统在解决无刷直流电机调速系统控制精度低、效果不佳等问题方面具有优势。这一方法能够有效提升系统的控制性能,并增强系统的鲁棒性。该无刷直流电机的调速系统可以稳定、可靠运行,满足使用需求。

基于模糊自整定PID控制的真空炉温度系统的设计及仿真

作为一种在低于常规大气压环境下实施的冶金工艺,真空冶炼技术旨在通过降低氧化风险来优化金属及其合金的硬度特性。此技术在稀有金属提炼、特殊合金制备及高端钢材生产中具有越发广阔的应用前景。鉴于传统PID控制在真空冶炼炉温度调控中面临的显著滞后性挑战,为提升系统运行的鲁棒性与精确性,深入探讨了常规PID控制与模糊自整定PID控制的基本原理,并创新性地引入了模糊自整定PID控制策略。利用MATLAB平台中的Simulink模块与Fuzzy工具箱,针对真空冶炼炉的温度控制过程进行了详尽的仿真模拟,重点评估了温控系统的超调幅度与调节速度等关键性能指标。结果显示,与传统的PID控制方法相比,模糊自整定PID控制方案在稳态保持与动态响应方面均展现出显著优势,控制效果更优越。

基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究

双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。

基于改进被囊群算法的四旋翼姿态控制PID整定

四旋翼无人机模型具有非线性、强耦合、欠驱动的特性,其姿态控制的PID参数整定非常困难。针对上述问题,将被囊群算法引入姿态控制器,进行参数优化。并在原有算法的基础上引入混沌初始化、逐维反向学习策略和自适应权重因子,以此来提高算法的全局探索能力和局部开发能力,从而有效地对PID参数进行整定。最后,通过在MATLAB/Simulink中搭建模型并进行虚拟仿真。经测试验证,运用该算法优化的PID控制器有更好的控制精度和效率。

基于模糊自整定PID的绿色建筑室内照明自动控制方法

现有的控制方法节能效果差,调光等级高于固定值。为解决该问题,提出基于模糊自整定PID的绿色建筑室内照明自动控制方法。首先建立照明自动控制色温和光照强度的数学模型,调整和优化模型参数;然后运用模糊自整定PID控制器控制非线性系统,制定模糊自整定PID规则;最后根据色温偏差合理调整输出参数值设定,对模糊自整定PID控制器进行有效设计,根据光照强度的设定值与实际值之间的误差,运用PID控制器动态调整室内光强度,从而完成自动控制。结果表明,应用所提方法后,其调光等级均在24%~35%之间,等级值均低于固定模式,实现了良好的控制效果,节能效果理想。

基于模糊自整定PID的水箱液位控制

水箱液位控制系统具有时滞性、大惯性、不确定性等特点,采用传统的比例积分微分控制器(Proportional-Integral-Derivative,PID)调节难以实现液位的快速、准确调节。因此引入模糊控制理论,利用其自适应学习能力,根据实际情况调节PID控制参数,以更好地适应水箱液位控制系统的参数变化。对水箱液位控制系统进行仿真实验,实验结果表明,模糊自整定PID控制有效减少了系统响应时间和系统超调量,加强了系统的快速响应性和鲁棒性。此外,还通过随机扰动仿真实验验证了模糊自整定PID控制在抵抗干扰方面的有效性。

SWISS整流器分数阶PID控制策略

针对SWISS整流器的传统整数阶PID控制策略动态响应速度较慢、鲁棒性较差的问题,提出一种基于分数阶PID的SWISS整流器控制策略。基于SWISS整流器的工作原理建立其小信号模型,得到SWISS整流器的等效传递函数,并设计基于分数阶PID电压控制的双闭环控制结构。为简化分数阶PID的阶次参数设计,采用整数阶PID参数预整定的方法得到参数初值,并利用粒子群算法对分数阶PID控制器参数进行进一步设计优化。仿真和实验结果表明,分数阶PID控制策略下的SWISS整流器发生参考电压突变时电压稳定时间小于7 ms、超调量小于2%,发生负载扰动时电压稳定时间小于4 ms、超调量小于3%,动态性能优于整数阶PID控制策略。

针对时滞积分系统的自适应动态PID控制器参数整定方法

【目的】PID控制器被广泛应用于积分系统的控制中,在积分系统的实际应用中,控制效果通常会受到延迟时间的影响,同时,被控积分参数变化较大的情况下,也会影响控制器的控制效果。【方法】提出了一种适用于时滞积分系统的自适应动态PID控制器参数整定方法,考虑了积分系统的电压、被控对象的变化范围、延迟时间等参数的影响,使得PID控制器的参数与积分系统控制对象之间的关系更加明确,同时考虑到实际应用中微分滤波器参数的整定。【结论】在Simulink中模拟了被控积分参数10倍变化的非线性系统,实现了对非线性系统的动态控制,达到了良好的控制效果,并在实际的PWM控制系统中验证了该方法应用的可行性。

基于改进麻雀搜索算法的PID参数整定系统设计

PID参数整定是PID控制中的一个关键步骤,常规的PID控制在一定程度上已被淘汰。为改善PID控制的效果和精度,文中将黄金正弦策略与精英反向学习策略相结合,提出一种改进的麻雀搜索算法。用23个标准函数对所提出的新方法进行了验证,实验结果证明了新方法的有效性。利用改进的麻雀搜索算法对PID控制参数进行了优化,并对该方法进行了仿真分析。结果表明,采用该方法进行PID参数整定时,其具有更好的稳定性、更高的精度和更好的性能。

基于STM32的密炼机自整定PID温控系统设计

针对密炼机温度控制系统中人工整定PID带来的系统响应不及时、误差大等问题,该文设计了一种基于STM32的自整定PID温度控制系统。对于电动阀只能单极性调节问题,通过设置适当的工艺点来控制继电输出。为提高震荡曲线的辨识,采用参数归一化方法计算震荡曲线的临界增益。考虑密炼机的工作环境和系统响应曲线的频率特性,加入带有临界滞环控制的继电控制方法,提高了特征参数的精确性,更好地整定了PID参数。应用结果表明,基于STM32的PID整定温度控制系统能够将温度误差控制在1℃左右,且控制时间相比于人工PID控制系统提高了30%,极大地满足了密炼机的温度控制要求,具有良好的实用价值。

油田站库PID控制器参数鲁棒整定及其应用

PID控制器的性能与其参数密切相关,如果油田转油站和联合站的变频器以及游离水脱除器的气动阀等关联的PID控制器参数设置不佳,且油田站库生产过程中存在随机干扰,会导致系统运行波动较大。因此应用数据驱动鲁棒建模构建了多目标融合的PID鲁棒参数整定策略。首先利用最小一乘法建立了对异常值不敏感的鲁棒模型;接着利用内模控制原理并融合PID控制器的动态性能实现PID鲁棒参数整定。实际应用表明该参数整定策略能较好地实现油田站库的PID参数整定,整定后的控制系统不仅运行平稳,且外输能耗大幅降低。

基于Simulink的汽轮机蒸汽阀门液压控制系统GUI界面整定程序研究

目前在多数汽轮机液压系统控制中,技术工人往往依靠已有经验对PID控制器的参数进行整定,并根据现场实际调试进行验证。该方法准确率低,难以实现有效的参数整定。现通过对汽轮机阀门控制系统进行动力学分析,建立了液压控制系统的动态数学模型,并开发出一款基于Simulink仿真平台用于PID参数整定的GUI运行界面,经过实际仿真,其可以方便快捷地对PID整定参数进行稳定、快速及准确的验证,有效提高了参数整定的效率,也为企业的降本增效提供了技术保障。

基于单神经元自整定PID的稳定平台调平控制

稳定平台调平回路大多采用PID进行控制,但这种算法具有抗干扰性能不高的问题,利用神经网络具有自学习、自组织、联想记忆和并行处理的功能和优势,设计了单神经元自整定PID控制算法。该控制算法不仅结构简单,而且适应性强,鲁棒性强。在设计中,采用了一种改良的Hebb学习算法对稳定平台调平回路进行控制。最后的仿真结果表明,单神经元自整定PID控制算法比传统PID控制算法在很多指标上都要好。尤其超调量、干扰抑制能力、过渡时间等动态指标非常优秀,是一种较为理想的控制算法,可以推广应用于各类稳定平台系统。

LNG接收站关键设备调节特性动态模拟及PID控制器参数整定

针对液化天然气(LNG)接收站在工况变化时设备参数波动的问题,利用HYSYS软件,建立了LNG接收站工艺流程的动态模型。采用经验凑试法,分析了比例、积分、微分(PID)控制器的比例系数、积分系数和微分系数对储罐压力、再冷凝器液位和低压泵流量的影响规律,以减少LNG接收站运行中的波动性和不稳定性。结果表明,在储罐压力控制系统中,采用比例和积分控制,比例系数由1变为4时,恢复到设定值的时间可节省55.6%,并且在添加积分控制后可明显缩短恢复时间;再冷凝器液位控制系统中,在允许有静差的情况下,可采用纯比例控制,当比例系数由0.5变为5.0时,恢复到设定值的时间可节省62.9%,积分系数对液位控制的影响不明显;低压泵流量控制系统中,采用比例和积分控制,积分系数的变化对流量控制系统的影响较为明显,当积分系数由3.0减小为0.5时,恢复到设定值的时间可节省72.9%。最后给出了3个控制系统的推荐控制参数,可为LNG接收站中PID控制器参数的选取提供参考。

PID参数整定方法的时域及频域分析

PID的控制性能取决于其参数整定。PID的整定方法众多,不同被控对象采用不同的整定方法,其控制效果有较大的差距。目前,研究缺乏对PID参数整定方法选择的指导,为此,通过5种范例,从时域及频域分析对比PID整定方法的特性,为PID参数整定方法的选择提供参考。结果表明,若想获得快速的响应,可选择Ziegler-Nichols(ZN)调参法;若想获得温和的响应曲线,可选择NCC调参法。

用正交试验法整定PID控制器参数

提出了用正交试验法整定 PID控制器参数的程序化方法 ,从理论上证明了该程序是收敛的。结合在水轮机调速器频率闭环 PID参数整定中的应用结果 ,表明该方法简单可行 ,性能指标灵活 ,只需进行较少次数的试验就可以选出有利的参数组合 ,并且能在各因素中找出影响指标的主要因素 ,特别适用于复杂工业系统的

基于PID参数整定的无模型自适应控制器参数整定方法

本文针对一阶线性时不变(FOLTI)系统,将常用的比例–积分–微分(PID)控制器参数整定方法推广到无模型自适应控制(MFAC)参数整定中,利用PID控制参数整定方法整定直接型MFAC方案的伪梯度初值,以期改变MFAC控制律初始参数的试凑式选取,提升MFAC应用的方便性和可接受性.通过仿真,验证了所提伪梯度初值整定方法的有效性,并对比了FOLTI系统的系统参数和系统结构发生变化后,应用MFAC与PID控制的性能差异.

模糊自整定PID控制及其在航天产品真空热试验中的应用分析

文章首先分析了航天产品热试验时被控对象的特点,并进行了建模分析,接着介绍了如何通过参数自整定技术获得PID的3个初始参数,并进行了模糊自校正PID控制器设计。为了检验该控制方法的控制效果,文章选取了3次有代表性的试验数据进行了仿真分析。结果表明,模糊自校正PID控制方法具有适应性强、控制精度高、抑制试验系统温度滞后明显的优点,该方法较原控制方法超调量有所减小,过渡过程有所加快,抗干扰能力显著增强,较好地解决了控制系统快速性和小超调量之间的矛盾。