T-S-K模糊控制系统的等价转换优化方法及其在控制器设计中的作用

针对T S K模糊控制系统分区线性化综合方法,本文提出了基于模糊规则分解与合并的等价优化方法,并且从理论上论证了这种优化方法的两种作用,从而可以有效地优化不确定项的上界估计值,改善分区线性化综合方法的应用效果.*

考虑平抑未来时刻风电波动的混合储能系统超前模糊控制策略

【目的】现有的混合储能系统控制策略难以在保持荷电状态(state of charge,SOC)处于合理范围的同时,满足未来时刻风电波动造成的混合储能系统超前充放电需求,因此提出一种考虑平抑未来时刻风电功率波动的混合储能系统超前模糊控制策略。【方法】首先,通过采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法分解得到不同类型储能设备需要平抑的风电功率;其次,根据混合储能系统SOC和功率饱和程度整定功率修正参数,对混合储能系统输出功率进行修正;再次,由风电预测算法得到前瞻周期内风电功率预测值,根据前瞻周期内风电功率波动情况和超前控制理论整定提前充放电参数,校正储能系统输出功率;最后,以某风电场的实际数据为例,通过仿真验证了所提超前模糊控制策略的有效性。【结果】提出的控制策略不仅能够降低风电并网波动越限概率,显著减少总输出功率与目标功率偏差值,而且能够使混合储能系统的SOC控制在合理范围内。【结论】该策略可以为平抑风电波动的相关研究提供有益参考。

加热炉单片机模糊控制系统研究

随着全球工业的飞速发展,加热炉作为热处理领域中的关键设备,其控制系统的性能对生产过程的效率和质量至关重要。工业炉的应用一方面提升了工业效率,但其控制精准性也成为较大难题。单片机技术不断成熟,相关应用广泛推进,其在实时控制系统中的优越性逐渐凸显。集中关注如何设计一套高性能、智能化的加热炉单片机模糊控制系统,以提高温度控制的精度和稳定性。从单片机技术与加热炉控制交互人手,探讨自适应模糊神经网络控制方法与规则,分析系统设计及编程方法以提高加热炉控制系统的技术水平,推动工业自动化领域的创新发展。通过优化加热炉控制系统,可以在提高生产效率的同时,实现能源的有效利用,为工业制造的可持续发展贡献力量。因此,加热炉单片机模糊控制系统的设计研究具有重要的理论和实际意义。

基于PID与模糊控制的汽车集成热管理系统研究

针对锂电池在快充等场景,自然冷却通常难以保证电池温度工作在合适范围,极易造成电池温度过高甚至热失控.提出针对不同工况下的热管理系统集成方案,并通过AMESim搭建整车热管理系统模型,以空调系统压缩机转速为调节量,根据反馈的电池温度,采用PID控制与模糊控制两种方法分别对压缩机转速进行调节,并以夏季高温以及激烈驾驶工况US06作为测试工况,对被控目标的温度变化进行分析,结果表明所设计的热管理集成方式及控制策略能够满足各子系统制冷需求,模糊控制比PID控制能够获得更好的控制效果.

基于模糊控制的并网风储一体化系统多目标优化配置

在“双碳”背景下,含混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)的风电场对系统配置优化能力的要求不断提高。为提升系统配置优化协同性,实现风电波动平抑,综合考虑经济性、平抑效果和使用寿命,提出了一种基于模糊控制的并网风储一体化系统多目标优化配置方法。首先,为了使储能功率与风电场的性能特征相匹配,应用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)作为分频方法,实现了自适应小波包平滑策略下的HESS功率分配。然后,基于经济性和平抑效果建立多目标优化模型,确定了最优的HESS配置方案。最后,设计优化储能使用寿命的模糊控制策略,改善了高功率存储(high power storage,HPS)的充放电水平,有效优化了HPS的荷电状态(state of charge,SOC)。

煤泥水自动加药系统模糊控制策略的设计

通过分析煤泥水沉降试验数据和煤泥水沉降的特点,提出药剂添加的控制策略和方法,采用前馈—反馈模糊控制策略自动控制煤泥水系统的加药量,并对该控制方法进行了详细阐述和设计,优化了自动加药系统的控制算法,使絮凝剂的添加量更加准确。

基于多输入多输出模糊控制器的电液系统控制研究

电液系统的控制主要依靠控制阀来调节液压系统中的液压油流量和压力,以实现对液压缸的运动控制,电动液压系统(EHS)通常具有力和位置控制,为了将这些参数控制到所需值,经常使用多个PID控制器,它们对系统参数的变化很敏感。因此,本文提出了一种多输入多输出(MIMO)模糊控制器来控制这些变量。所提出的控制器具有四个输入和三个输出,所提出的控制器和EHS已应用于液压机。实验结果表明,与多个PID控制器相比,采用MIMO模糊控制器的力和位置混合控制具有更好的性能。拟议的EHS也比传统EHS节省更多的能源。因此,MIMO模糊控制器可以是EHS中控制多变量的替代方案。

基于模糊控制的燃料电池有轨电车混合动力系统研究

本文针对燃料电池有轨电车混合动力系统进行了研究,采用模糊控制技术以提高系统的能效和动态性能。首先,对混合动力系统的组成进行了分析和介绍,然后提出了基于模糊控制的控制策略并设计了相应的模糊控制器,通过仿真和实验验证证明了该控制策略在提高系统效率和动态性能方面的有效性和可行性,期望本研究对相关领域的发展有所参考作用。

基于模糊控制的高压开关柜环境自适应散热与防凝露智能控制系统设计

针对高压开关柜由于长期运行和高负荷工作,会产生大量的热量,并且在潮湿环境下容易产生凝露现象,对设备的运行和可靠性造成了严重影响。因此,本文提出了一种基于模糊控制的高压开关柜环境自适应散热与防凝露智能控制系统。该系统包括温度传感器和湿度传感器,用于采集环境温度和湿度信息,并将其输入到模糊控制器中进行处理。模糊控制器根据输入的温度和湿度信息,通过模糊推理和模糊规则,输出相应的散热和防凝露控制策略,控制策略通过控制散热风扇和加热器的运行来实现。为了验证系统的控制效果,进行了一系列的实验。结果表明,通过使用模糊控制的方法,可以有效地控制高压开关柜的温度和湿度,使其在设定的范围内稳定运行,提高设备的运行可靠性。

基于粒子群优化模糊PID控制的水厂加氯系统

水厂加氯过程具有非线性、大时滞等特点,采用传统的PID控制方式难以实现消毒剂精准投加。因此,以某采用次氯酸钠消毒系统的水厂为例,首先通过分析该水厂加氯系统工作原理,结合工程经验和运行数据确定了加氯过程的近似数学模型。然后综合使用粒子群优化算法、模糊控制算法和PID控制算法,设计了一种粒子群优化模糊PID控制器,并利用MATLAB软件搭建了粒子群优化模糊PID控制系统和传统PID控制系统的模型进行仿真验证,结果表明:相较于传统PID控制系统,粒子群优化模糊PID控制系统的超调量减少了89.36%,调节时间减少了46.63%,其抗干扰能力也更强,系统整体控制效果有了较大提升。最后使用基于粒子群优化的模糊PID控制法对水厂加氯控制系统进行改造,试运行后发现,新系统控制效果良好,出厂水游离氯值能够稳定在设定值附近。

车辆主动悬架自适应变论域T-S模糊控制研究

针对传统变论域模糊控制存在过度依赖专家经验、伸缩因子参数不能自适应调整的问题,提出一种车辆主动悬架自适应变论域T-S模糊控制策略,从而提高车辆的行驶平顺性。结合神经网络和T-S模糊推理建立基于自适应神经模糊推理的一阶T-S模糊控制器,利用神经网络的自学习特性产生完善的模糊规则,进而在传统函数型伸缩因子的基础上,将系统误差和误差变化率作为动态参数引入伸缩因子中,实现伸缩因子参数的自适应调整,解决了传统函数型伸缩因子因参数确定难度大导致控制效果差的问题。通过随机工况下的仿真分析和基于相似理论的缩尺实验,对所提出算法的有效性和工况自适应性进行了验证。结果表明,所提出的自适应变论域T-S模糊控制策略具有较强的工况适应性,在不同车速、路面激励下均可有效提高车辆的平顺性并保证轮胎接地安全性。

基于长短期记忆网络-模糊控制的光伏最大功率点跟踪算法

光伏阵列具有非线性特点且其最大功率点会随环境变化而产生偏移现象。尽管最大功率点跟踪算法被广泛地应用于跟踪和预测光伏系统的最大功率点,但仍然面临着模糊控制的动态品质低、控制精度不佳等挑战。为解决前述问题,提出了一种集成长短期记忆网络与模糊控制的光伏最大功率点跟踪算法。首先,采用长短期记忆网络以时间序列法预测最大功率点电压。其次,将该预测电压与光伏阵列电压间偏差及其导数作为模糊控制的输入,然后直接调节Boost变换器的占空比。再者,为防止开关管常通,预先设置了变换器的最大、最小占空比。最后,在四种可变大气条件下,利用MATLAB/Simulink对所提算法进行仿真验证。实验结果表明:与长短期记忆网络、电导增量法和遗传算法相比,所提出的算法具有良好的跟踪性能、稳定精度及效率,并且具有波形更平滑、振幅较小的优点。

基于模糊控制多工位自动装粉系统设计与试验

目的:解决米粉工厂化生产自动装粉生产线效率低、自动控制难等技术问题.方法:提出一种基于模糊控制多工位自动装粉系统,选取粉料高度的检测值与预设值的偏差E_(1)、偏差变化率EC_(1)和装粉车当前位置与待装粉位置偏差的绝对值E_(2)作为输入变量,电动机转速U_(1)和装粉系统仓门开度U_(2)作为输出变量.通过模糊控制规则调节电动机转速和装粉系统的仓门开度来提高装粉系统的工作效率.在西门子S7G1200PLC平台上搭建此控制系统,并进行现场试验.结果:在6工位自动装粉输送生产线上,试验控制系统可容纳的工位数比现有控制系统增加了4个,作业效率比现有控制系统提升了103.2%,单位时间内各工位产量提升了31.4%.结论:试验对提高工厂化米粉生产线自动化具有借鉴意义.

抽水蓄能机组新型变工况自适应模糊控制策略

针对抽水蓄能机组工况之间频繁转换、常规比例-积分-微分控制(proportional-integral-derivative control,PID)控制对不同工况变化下适应性弱及现有的新型控制方法难以应用于实时性要求较高的可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)调速系统中等问题,同时考虑到导数分量易引入高频测量噪声。结合模糊控制理论,创新地提出了一种以水头和功率作为模糊推理输入变量的新型自适应模糊PI控制器(innovative adaptive fuzzy PI,IAFPI)。首先结合所设计的控制器建立了基于弹性水击和对数投影曲线法的抽水蓄能调节系统精细化模型;然后利用多目标粒子群算法(multiple objective particle swarm optimization,MOPSO)优化该模型的控制参数;最后结合我国某实际抽水蓄能电站数据,分别与传统PI、传统模糊PI控制在不同负荷不同水头下进行对比仿真试验;验证所设计的新型自适应模糊PI控制器可有效提高机组对工况变化的自适应性。

基于模糊-PID的高空台液压加载系统智能控制

为了改善航空发动机高空模拟试车台(简称高空台)液压加载系统的控制性能,解决手动调节控制精度低且闭环控制快速性较差的问题,提出了一种将开环模糊控制与闭环PID控制相结合的智能复合控制方法。首先,结合高空台液压加载试验特点和设备特性,利用真实试验数据基于最小二乘系统辨识搭建了系统的分段线性模型。其次,使用频域法设计参数调度的PID控制器,解决了手动调节控制精度低的问题。最后,结合试验操作人员提供的经验知识和历史试验数据结论搭建了模糊开环控制器,设计控制器选择模块和积分补偿模块,将模糊开环控制器与闭环PID控制器相结合形成智能复合控制器。通过仿真验证得出,智能复合控制器的控制效果在精度上明显优于人工手动调节,在快速性上明显优于PID控制器,调节时间缩短了39%~87%。

遥控武器站伺服系统的模糊LQR控制方法

针对遥控武器站伺服控制系统中存在负载力矩变化大、跟踪精度要求高等特点,提出一种模糊LQR控制策略,运用于武器站转速控制,以解决PI控制器存在快速性和稳态精度之间的矛盾,以及鲁棒性较差的问题。基于永磁同步电机转速跟踪模型设计了LQR控制器;针对LQR控制器权重系数固定、调参困难,且电机在不同转速和负载条件下运行时参数适应性较差的问题,提出了一种基于转速跟踪误差的LQR权重系数模糊调整策略,并以此设计模糊LQR控制器。通过仿真与实物试验,验证了控制器的控制性能。结果表明,设计的模糊LQR控制器在不同转速下均具有较高的跟踪精度与稳定性,同时对负载扰动和系统参数摄动具有较强的鲁棒性。

基于Smith预估器的模糊PID调车自动驾驶系统速度控制研究

针对铁路站场调车作业的复杂性,研发基于调车的自动驾驶系统可降低劳动强度并提高车站作业效率,而速度控制策略是系统的重点和难点。根据调车牵引控制系统和制动控制系统特性,建立传递函数模型,并对模型参数的不稳定因素进行分析;利用Smith预估方法处理时滞系统的优势,结合模糊PID算法,设计基于Smith预估器的模糊PID控制器(简称新型控制器);通过模拟模型参数不稳定,分别使用阶跃响应曲线和司机实操速度曲线进行仿真,对比传统的PID控制器、模糊PID控制器与新型控制器的控制效果。结果表明:新型控制器适应能力更强,速度跟踪效果和停车精度都更高。

基于级联式模糊控制的电氢耦合直流微网能量管理策略研究

针对电氢混合储能系统在平抑直流微网中功率波动时面临的功率分配问题,提出了一种基于级联式模糊控制的电氢耦合直流微网能量管理策略。该策略中一次模糊控制器依据储氢罐储氢状态(stateofhydrogenstorage,SOH)与锂电池荷电状态(state of charge, SOC)求解出一次功率分配因子,对直流微网净功率进行一次分配;二次模糊控制器结合一次功率分配参考值与SOH对一次功率分配因子作出校正。此外,为使氢储能系统中具有非线性工作特性的电流控制型装置(电解槽、燃料电池)能够对能量管理系统作出高效响应,采用插值法将功率分配参考值转换为电流参考值。通过Matlab/Simulink仿真结果证明,所提能量管理策略有效缩小了氢储能系统在非合理区间的功率波动范围并提高了氢储能系统中装置的响应精度与速度。

基于自适应模糊PID控制的高精度温控系统设计

为降低接收机温度变化对微波辐射计测量结果的影响,保障其测量精度,设计了一种基于自适应模糊PID控制的高精度温控系统。系统以DSP作为中央处理器,采集接收机内部温度信号,并利用自适应模糊PID控制方法在线调整PID控制参数,使系统达到稳定状态,并满足控制精度要求。试验结果表明,该设计在实际使用过程中,可以保证接收机温控精度在±0.02℃以内,满足系统对高精度恒温控制的要求。

基于改进灰狼优化模糊PI的退火炉流量控制系统研究

为解决铝退火炉燃烧过程中空气和燃气流量控制效果不佳,导致空燃比不稳定的问题,提出一种以双交叉限幅、模糊PI控制器及Smith预估器相结合的控制模型,并引入改进灰狼优化算法对双交叉限幅中偏置因子和模糊控制器中的量化因子、比例因子进行寻优的控制方法。首先,通过对双交叉限幅的控制来降低空燃比变化幅度,从而稳定燃烧过程;其次,结合铝退火炉流量系统模型的特点,通过Smith预估器提高系统响应速度,并结合PI和模糊控制的优点,建立模糊PI控制系统模型;然后,利用改进灰狼优化算法的迭代寻优能力,对双交叉限幅偏置因子以及模糊PI量化和比例因子进行优化;最后,以铝退火炉常用的燃气流量30 m3·h-1为例,在Simulink中对所设计的控制模型进行仿真。仿真结果表明,所提出的控制方法无超调量、无振荡,相较于传统的PI控制流量,调节时间有所减少,并且提高了铝退火炉燃烧过程中流量的控制精度。