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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

自适应模糊PID的锚杆钻机钻臂摆角控制

针对传统锚杆钻机的钻臂摆角控制精度偏低,锚杆安装易发生偏差等不足,设计了自适应模糊PID的钻臂摆角控制方法。将钻臂摆角误差及误差变化率作为PID的输入,经模糊化、模糊推理和解模糊等处理步骤对PID参数进行实时整定,从而提高摆角控制的精度。Simulink仿真测试验证并对比传统PID控制,自适应模糊PID控制器对于钻机钻臂摆角控制动作精度更高,用时更短,负载突增情况下无超调情况,响应速度更快更精准,系统鲁棒性增强,对液压锚杆钻机钻臂摆角控制的研究有一定的指导意义。

基于优化模糊自适应PID的除雪撒盐车马达恒转速调控

除雪撒盐车在工作时会受到干扰并产生液压冲击。为实现撒盐马达转速恒定,提出了基于野狗优化算法的阀控马达模糊自适应PID控制方法。通过分析除雪撒盐车阀控马达和模糊自适应PID控制原理,建立了基于野狗优化算法模糊自适应PID的液压系统与控制系统联合仿真模型;比较了野狗优化算法与遗传算法、粒子群算法、人群搜索算法的传统优化算法在控制效果上的优势。结果表明:联合仿真模型准确,采用野狗优化算法的模糊自适应PID控制相比较于传统优化算法响应速度更快,且几乎没有超调,抗干扰能力更强,鲁棒性较强,满足除雪撒盐车工作过程撒盐马达恒转速调控。

串级模糊自适应PID控制的分时分区温控系统

高校分时分区供热可因地制宜地控制高校建筑供热时间和供热温度,解决全天无差别供热造成的能源浪费问题。由于供热系统存在反应时间长、系统超调大、系统不稳定等特点,分时分区供热的重要性更为突出,采用串级自适应模糊PID控制算法来改善温控系统。实验表明,该算法可以使系统的超调量降低3%,系统供水温度最大偏差小于0.1℃,提高了系统的稳定性,改善了传统PID的性能,改善了分时分区供热系统的控制方法,提高了供热质量,使控制策略更加合理,减少了温控系统运行时的能量损耗。

基于模糊自适应PID算法的两轮电动车技术研究

针对目前汽车仍是人类出行的主流交通工具,但是现在汽车增多带来的乱停乱放和污染环境等问题,提出并设计了一种基于模糊自适应PID算法的两轮电动车控制系统。首先,建立两轮智能平衡车数学模型;其次,针对精确判断小车的当前姿态,采用模糊自适应PID算法对其进行参数优化,从而达到车辆在运行时稳定;最后,通过直立和速度两种方式进行测试,证明系统具有较好的可控性。实验结果表明,应用本文系统可以达到平衡状态,改善两轮单轴代步电动车稳定性和可控性能,具有一定应用价值。

基于模糊PID算法的食用菌大棚温度控制系统研究

食用菌大棚温度控制系统是一个具有时滞性的复杂系统,传统的开关量或常规PID控制很难满足设计要求。该研究设计一种基于STM32F103CRT6单片机为控制核心,加入模糊自适应PID控制算法,利用DHT11温湿度传感器进行温度实时采集,单片机运算处理,光耦固态继电器驱动电路对热风机进行控制,从而达到温度调节的目的。并在MATLAB/simulink环境下建立常规PID控制和模糊自适应PID控制的仿真模型,通过仿真结果,对比验证了该方法比常规PID控制方法具有低超调量和调节时间短等较好的控制效果。

基于模糊自适应串级PID控制器的仿生机器鱼位姿控制

为提高仿生机器鱼位姿的控制精度,针对串级PID控制器中固定的内环比例、积分、微分系数不能较好地适用于仿生机器鱼所面临的复杂水环境,且控制参数整定难度大等问题进行了研究。首先,在串级PID控制器的仿生机器鱼位姿控制的基础上,利用模糊控制实时调整串级PID控制器中内环的控制参数,提出基于模糊自适应串级PID控制器的仿生机器鱼位姿控制算法。然后,在多水下机器人协作控制系统平台下进行对比实验。实验结果表明,与串级PID控制器相比,模糊自适应串级PID控制器减少了仿生机器鱼到达目标位姿的时间,降低了位姿误差,验证了算法的有效性。