基于模糊自适应PID的汽车硅油风扇离合器性能测试系统研究

以汽车硅油风扇离合器为研究对象,结合单片机和传感器技术,开发出性能测试系统.提出模糊自适应PID动态控制算法,设计控制器控制温度,利用速度传感器检测风扇转速,对测试系统进行整体设计,给出了硬件总体设计框图,设计模拟量输入输出电路,并设计对应的软件系统.实验结果表明:测试系统升降温速率最高不超过8.5℃/min,耦合区加温速率约为2.3℃/min,分离区降温速率约为6.6℃/min,系统性能稳定,符合标准.

基于自适应模糊PID算法的锂电池组双层均衡控制

为提高电池重组时的均衡效率,在传统Buck-Boost均衡拓扑电路的基础上,设计了一种锂电池组双层均衡拓扑电路。组内采用Buck-Boost电路均衡,组间利用双向反激变压器进行均衡。均衡控制策略采用自适应模糊PID算法,以电池荷电状态(state of charge, SOC)为均衡变量,利用模糊控制算法对PID参数进行调节,缩短了均衡时间,提高了均衡效率。在Matlab/Simulink中搭建了锂电池组双层均衡拓扑电路和自适应模糊PID控制算法模型。实验结果表明:在不同工作状态下,所提出的电池组均衡拓扑及其控制策略将均衡时间效率平均提高了58.36%,验证了该方案的有效性。

基于自适应模糊PID算法的绷带压力补偿

医用绷带往往依靠医生经验施加,难以实现精准治疗。为了实现精准监测绷带下的压力,在医用绷带下加入薄膜压力传感器构建了绷带压力监测系统,以STM32微处理器为核心,结合薄膜压力传感器、电路采集模块、电源模块、蓝牙模块,分别实现了压力信号的采集、电路供电及数据传输功能。测量过程中,压力信号峰值较小且变化频率快。为得到有效稳定的压力信号,将传统PID与模糊算法结合对传感器输出电压进行处理,模糊算法对电压偏差与电压偏差变化率进行模糊化、模糊推理、解模糊化处理,实现对传统PID参数的调整,从而实现传感器输出电压的调控。利用压力与传感器输出电压的数学模型关系实现对系统压力误差的控制要求。实验结果表明,自适应模糊PID算法稳定性更高,系统测试最大误差仅为4.5%,实现了系统压力信号的误差控制。

基于改进跟踪微分器与前馈的模糊自适应PID控制

经典PID控制器在工程领域应用广泛,但其快速性和超调量之间不能很好地实现协调控制,且误差信号在经典意义上不可微,导致微分难以被有效利用。基于此,在典型跟踪微分器研究的基础上,采用一种具有良好的动态响应和滤波功能的改进非线性跟踪微分器对输入信号进行快速、无超调跟踪。并结合前馈控制和模糊自适应PID控制提升系统的稳定性和快速性,设计了一种基于改进跟踪微分器与前馈的模糊自适应PID控制器。以移相全桥变换器为控制对象,用经典PID与其进行对比分析。仿真与实验波形分析发现,所提控制器的鲁棒性更高,同时可将调节时间缩短至40%,响应速度也更快。

可靠性驱动下的机械元动作单元变论域自适应模糊PID振动控制系统研究

机械元动作装配单元可靠性是整机功能可靠性的重要构成,元动作单元工作过程中振动异常是导致其故障频发的重要因素。因此,采取有效的振动控制策略对降低元动作单元运行故障、提高单元可靠性和整机性能具有良好的工程意义。结合主动控制思想采用简易、精准的作动装置建立了一种智能的振动控制系统。为了提升控制系统中智能位移作动器的进给精度,设计了变论域自适应模糊PID控制器,并通过仿真分析了控制系统的可行性。仿真结果表明,变论域自适应模糊PID控制器下的系统响应具有极低的超调量、较少调整时间和趋于零的稳态误差。此项研究为提高机械产品使用可靠性提供了一种新的振动控制技术手段。

基于自适应模糊PID的连续管作业机注入头速度控制研究

连续管作业机工作过程中起/下管速度控制主要依赖手动调节注入头泵的排量、马达压力等。为解决操作复杂、自动化程度低等问题,将连续管作业机注入头液压系统简化为闭式泵控马达系统,将传统手动控制方式改进为自动控制方式。分析泵控马达系统的工作原理,在AMESim中构建泵控马达系统的液压仿真模型;利用MATLAB/Simulink设计出AMESim仿真模型的PID及自适应模糊PID控制模型,从而构成整个系统的闭环控制联合仿真平台。采用PID算法及自适应模糊PID控制算法对系统响应进行仿真分析。结果表明:采用自适应模糊PID控制方式后,液压模型的响应速度更快、无超调和滞后现象、稳态误差更小,泵控马达系统具有良好的动态特性。

模糊自适应PID对保险粉合成pH值的控制研究

保险粉合成过程pH值控制存在非线性、时滞性、不确定性问题,采用常规PID控制结合人工控制的方式无法实现参数自调整,对pH值的控制很难达到预期效果,为此,提出了模糊自适应PID控制方法。介绍了保险粉合成原理及反应方程式,分析酸碱中和pH值控制并确定系统的传递函数,设计了模糊自适应PID控制器,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,并进行了实验验证,结果表明:模糊自适应PID控制与常规PID控制相比,具有超调量小、调节时间短、抗干扰能力强等优点,实现了对pH值的有效控制。

中频加热电源模糊自适应PID控制系统的设计与实现

针对中频感应加热电源控制系统存在着严重的非线性、参数时变性以及滞后性和惯性缺陷,同时考虑采用常规PID控制很难取得较好的控制效果,设计了一种模糊自适应PID控制系统。该系统结合模糊控制和常规PID控制两种算法的优势,利用模糊控制在线性整定和修改PID的控制参数,较好地解决了系统的存在问题,获得了良好的动态性能和静态性能。在分析模糊自适应PID控制算法的基础上,详细介绍了模糊化处理、模糊控制规则建立表以及模糊判决和决策表等,分别给出了模糊自适应PID控制参数在线整定程序流程,上位机程序的设计方法,系统硬件组成和工作原理,以及主要部件特性等。通过对系统MATLAB仿真分析,其结果表明:该系统与常规PID控制相比较,具有控制精度高、响应速度快、稳定性好的特点,明显改善了中频感应加热电源的控制效果,具有一定的推广价值。

基于模糊自适应PID的机器人视觉伺服控制算法研究

机器人的动态跟踪精度是机器人实现精准实时操作的一个关键性难题。设计了一种基于模糊自适应PID的机器人视觉伺服动态跟随算法。针对机器人三维空间的动态跟踪任务,首先搭建了以NDI光学定位跟踪系统作为视觉系统,以思灵Diana高精度力控协作臂作为载体的实验系统,确定了视觉伺服的基本方法,然后通过两步法标定获得了手眼矩阵,设计了视觉伺服控制器,之后利用双机械臂模拟主动运动和跟随运动,对所设计算法进行了实物验证。实验结果表明机械臂能够精确地跟随目标的匀速移动。

火电厂湿法烟气脱硫PH值模糊自适应PID控制

火电厂SO2的排放一直都是大气污染防治的重点,电厂脱硫系统的脱硫效率越高则排放出的气体越清洁,脱硫系统浆液池中浆液的PH值是影响脱硫过程中的关键要素。针对浆液PH值非线性,滞后性及大惯性的特点,论文提出了一种对浆液PH值的模糊自适应PID控制方法,对PID参数根据检测量的变化进行动态修正,实现自适应调节。对PID和模糊PID控制在Matlab/simulink内建模仿真,通过对两种响应曲线对比分析,可得出模糊自适应PID控制系统的振荡大小和及振荡次数、超调量、调整时间及系统的稳定性都优于传统PID控制,系统整体的控制性能都有明显的提升。

基于自适应模糊PID的气力输送风机调速系统仿真研究

在分析对于PLC的变频调速过程为基础,为了优化异步电机起动存在超调、负载波动、动态响应慢等存在的问题,论文提出了一种自适应模糊PID的控制方法应用于异步电机变频调速,采用主副控制器模型改变原有单一传递函数模型,为电机原有调速系统中添加自适应模糊PID算法对参数进行在线修改,解决了因外部条件改变的情况下不能快速恢复稳定的问题。应用Simulink构建系统仿真模型,获得反应系统动态特性曲线,将模糊PID和传统PID进行比较探索出一种电机的优化控制方法。实验数据表明:模糊自适应PID控制达到了预先的控制效果,使得该异步电机的动态性能和稳态性能都得到了改善,具有较强的鲁棒性。

基于模糊自适应整定PID控制的机器人路径跟踪方法设计

常规机器人路径跟踪算法在机器人运动过程中无法实时调整PID控制器的参数,导致机器人的路径跟踪性能较差;为解决这一问题,提出了机器人路径跟踪的模糊自适应整定(PID)算法设计;首先构建机器人系统模型,计算机器人的运动航向角,并根据机器人测量系统利用基准坐标系中的离散坐标来描述机器人在运动过程中的曲面法向量;然后结合转动离散惯性系数对路径特征点进行匹配;基于此基础,引入模糊自适应整定PID算法设计控制器,通过优化控制器的内部参数,调整控制器的增益输出,从而实现机器人的路径跟踪;实例应用结果表明,该方法能够准确跟踪机器人的移动路径,路径跟踪偏移较小,路径偏移量始终维持在0.5个单位以下;跟踪性能较好,其F 1值更加接近于1。

基于Smith预估的模糊自适应PID除氧器控制研究

除氧器是保证锅炉给水中含氧量达标的重要设备,针对其温度控制系统中存在的大滞后和非线性问题,提出基于Smith预估的模糊自适应PID的控制策略。该方法通过模糊理论实现PID参数的自整定,使其更加适应系统的非线性变化,引入Smith预估控制提前补偿系统滞后,提高控制效果。利用SIMULINK建立了仿真模型,对控制系统进行验证。结果表明:与传统的PID控制和模糊自适应PID控制算法相比,该方法在超调量和调节时间上均表现出色,且具较强的稳定性和鲁棒性。

基于模糊自适应PID的SRM直接转矩控制系统研究

针对传统模糊控制器在控制过程中存在超调量大、控制精度不高以及静差等问题,提出了一种基于优化模糊自适应PID的开关磁阻电机控制方法。利用改进蝙蝠算法对模糊控制器进行优化,以外环模糊自适应PID控制器的输出变量为内环控制系统的参考转矩,送入直接转矩控制系统。仿真结果表明,经过算法优化的模糊自适应PID控制器在动态性能和鲁棒性方面明显优于传统模糊PID控制器,成功克服了模糊控制中存在的稳态误差和抗干扰能力不足的问题,有效解决了系统上升时间和超调之间的矛盾,同时显著减少了电机转矩的脉动。

淡水鲤鱼养殖溶解氧自适应模糊PID控制

目的:为改善淡水鲤鱼养殖池中溶解氧含量带来的养殖风险,解决常规PID算法在溶解氧含量控制中存在的不足。方法:以鲤鱼养殖曝气增氧系统为研究对象,搭建Simulink曝气增氧控制系统模型,设计一种自适应模糊PID控制策略,对养殖池的溶解氧含量进行控制,并对其有效性进行仿真验证。结果:与常规PID算法相比,该控制策略超调量更低,进入稳定状态的时间更短,对扰动量抑制性更好。结论:自适应模糊PID控制方法在对淡水养殖曝气增氧机的控制过程中,具有较好的稳定性和动态控制性能,控制效果好,为淡水溶解氧含量的精确控制提供新思路。

基于模糊自适应PID的煤矿井下刮板输送机直线度自动控制

直线度自动控制是避免煤矿井下刮板输送机输送形态变形的重要手段,针对现行方法控制效果不佳、实际控制中因直线度较小导致刮板输送机电机能耗较高、直线度较低的问题,提出基于模糊自适应PID的煤矿井下刮板输送机直线度自动控制方法。建立测量坐标系,利用四元数实时更新惯性传感器测量坐标系中的姿态旋转矩阵,采集刮板输送机中部槽的形态信息,通过对形态信息融合表征中部槽形态,识别中部槽运动状态,利用模糊自适应PID算法预测直线度误差,确定直线度控制量,调控刮板输送机形态,以实现基于模糊自适应PID的煤矿井下刮板输送机直线度自动控制。实验证明,在设计方法应用下,单位时间内刮板输送机电机能耗在120 k W以内,直线度在0.95以上,设计方法在煤矿井下刮板输送机直线度控制方面具有良好的应用前景。

基于自适应模糊PID的加热炉控制系统设计

针对传统PID控制方法无法满足加热炉控制精度要求的问题,设计了基于自适应模糊PID的加热炉控制系统。在介绍软硬件的基础上,在模糊PID控制器中引入了自抗扰(ADRC)控制,避免系统出现超调现象,并采用模糊控制系统调节ADRC的关键参数,形成自适应模糊PID控制技术,实现对加热炉的精准控制。结果表明,当积分步长h与速度因子R分别设定为0.005、5时,系统控制性能达到最佳,同时,与其他算法的控制性能相比,自适应模糊PID控制算法可快速达到稳定状态且不存在超调现象,具有显著的应用优势。

基于模糊PID的汽包炉压力调节阀自适应控制方法

常规的汽包炉压力调节阀控制机制多以局域控制为主,控制的重叠率较高,进而导致定位控制静态误差不断增加。对此,提出基于模糊PID的汽包炉压力调节阀自适应控制方法设计研究。根据当前控制需求,先进行基础阀位标定,采用多层级的形式,把控控制重叠率,制定多层级PID控制机制。然后以此为基础,建立汽包炉压力调节阀自适应模糊PID控制模型,采用动态化修正的方式来实现控制处理。

模糊自适应PID控制器在太阳能干燥温度控制中的应用

基于中国农村对特色农副产品干燥设备的需求现状,设计了一种热能辅助型太阳能箱式干燥器。该装置由干燥箱、热风炉和循环系统构成。针对太阳能辅助热能干燥过程参数时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应P ID控制器。仿真结果表明,该控制器具有理想的动态和稳态以及抗干扰性能,超调量、过渡过程时间等控制性能指标优于传统P ID控制器,能够满足太阳能干燥系统对参数控制的要求。

无刷直流电机模糊自适应PID控制研究与仿真

针对传统的PID控制方式在对无刷直流电机系统控制时,存在精度低、抗干扰能力弱等不足,提出一种基于参数自适应模糊PID集成控制策略。首先,分析了无刷直流电机的数学模型,建立了基于双闭环调速系统的无刷直流电机控制系统模型,并对无刷直流电机双闭环系统转速进行模糊PID控制;然后,详细分析了建立该模糊自适应PID控制器的设计方法,提出一种优化模糊算子的优化方法,并运用仿真软件Matlab/Simulink实现了系统的设计和仿真;最后,在相同环境下,对比传统PID控制和模糊自适应PID集成控制两种控制策略的仿真结果。仿真结果表明,模糊自适应PID集成控制算法能使无刷直流电机双闭环控制系统具有更好的动、静态性能及较强的自适应能力。