Cessna-172P自动驾驶机翼水平调整器Ziegler-Nichols PID控制方法

针对Cessna-172P自动驾驶机翼水平调整器PID控制参数设计离线工作量大的问题,提出了Ziegler-Nichols PID控制方法。Ziegler-Nichols PID控制器的自适应过程不需要系统的任何先验知识,也不需要建立任何对象模型,可以保证控制回路始终运行在最佳状态。设计方法通过对Cessna-172P自动驾驶机翼水平调整器达到自适应控制,结合JSBSim飞行仿真系统对其进行初步仿真。仿真实验结果证明,所设计的驾驶机翼水平调整器在全局范围内具有良好的动态响应性能。

基于Ziegler-Nichols优化算法的火电机组负荷频率PID控制研究

随着风电和光伏接入电网的规模不断扩大,电网负荷峰谷差逐渐增加,电网的频率控制出现超调量过大、调节速度过慢等一系列问题。本文针对互联电力系统的负荷分配以及频率控制问题,提出考虑发电机组分配系数的互联电力系统负荷频率控制方法。首先,建立单个区域包含多个火电机组的两区域电网自动发电控制(AGC)系统仿真模型,根据各发电机组的煤耗特性建立经济性目标函数,并且获得最优的出力分配系数;然后,基于联络线功率和频率偏差控制(TBC-TBC)的控制模式,采用经Ziegler-Nichols相关算法优化后的PID控制,并对优化后PID控制器的鲁棒性进行分析研究;最后,基于两区域系统仿真模型,在一定的负荷扰动工况下进行仿真验证。仿真结果表明:该分配方法能够有效节省煤耗,本文算法优化后的PID控制器在频率恢复速度方面具有一定的优势,并且鲁棒性良好。

Ziegler-Nichols法在双容水箱中的Simulink仿真过程的研究

主要利用Ziegler-Nichols法对双容控制系统进行PID参数的整定,从而对液位达到自适应控制,并基于MAT-LAB中的Simulink对其进行初步仿真。PID控制一直是众多方法应用最为普遍的方法,具有稳定性好,可靠性高等优点,尤其适用于可建立数学模型的控制系统,所以可以利用该方法,确定最优PID参数,对实际条件下的双容及多容水箱的进一步研究有一定的参考价值。

基于粒子群算法与改进Ziegler-Nichols算法的PID整定方法

针对Ziegler-Nichols算法设计的PID控制器阶跃响应不理想,不具有灵活性等缺点,提出基于粒子群算法与改进Ziegler-Nichols算法的PID整定方法。采用粒子群算法优化了Ziegler-Nichols算法中的幅值和相角,设计了具有更好性能指标的PID控制器。实验结果表明采用该方法进行参数整定后的PID控制器响应速度较快,降低了系统的超调量。

一阶时滞系统的Ziegler Nichols PSO-PID控制

一阶时滞系统广泛存在于智能制造、电力和化工等领域,是工业过程中的典型环节之一。研究表明,比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制能够使得一阶时滞系统按照期望的性能指标运行。然而,PID控制器的参数或者需要通过一定的经验测试确定,或者通过群体智能优化算法迭代优化得到。两种参数获得方法长期以来都是独立运行的。对此,针对一阶时滞系统提出了一种基于Ziegler Nichols的PSO-PID控制方法。通过Ziegler Nichols原则获得PID控制参数的初始值,以此初始值为参考初始化PSO-PID控制方法中的粒子群。仿真结果表明,基于Ziegler Nichols的PSO-PID控制在超调量和调节时间方面显著优于PSO-PID控制,为一阶时滞系统的PSO-PID控制中粒子群初始值的选择提供了一种可行的途径。

采用Ziegler-Nichols-PID算法的激光红外多通池压强控制系统研制

为了实现CO2气体同位素的高性能检测,研制了高精度、高稳定性的激光红外多通池压强控制系统。硬件方面,采用压强传感器连接于多通池前、后端,检测多通池内部气压,主控制器通过PWM信号,调控多通池前、后端比例阀导通状态,从而实现压强的闭环控制。软件方面,采用Ziegier-Nichols工程整定方法,完成对P、I、D3个参数的确定。结果表明:多通池压强为60 Torr(1 Torr=133.322 Pa)时,控制精度为±0.04 Torr。试验中,利用研制的多通池压强控制系统对13CO2、12CO2气体分子在4.3μm吸收光谱进行测量。随着气体压强从0.026~0.066 atm(1 atm=101325 Pa),13CO2和12CO2气体分子吸收光谱的峰值随着压强增大而增大,吸收光谱宽度也随着压强的增大而增大。同时,利用红外气体检测系统对CO2同位素丰度进行长达2 h的测量。CO2同位素丰度均值为-9.081‰,测量值在-8.351‰^-9.736‰之间波动,最大偏差值为0.73‰。可以证明:该系统为红外CO2气体同位素的高性能检测提供可靠保障。

Ziegler-Nichols方法在发动机怠速控制器整定中的应用

当被控对象的结构和参数不够清楚,或得不到精确的数学模型时,应用PID控制技术最为方便。PID控制最大的优点是不需要了解被控对象的数学模型,只要调节控制参数就可以取得满意的控制效果。因此确定控制参数的值是对系统进行控制的关键。在实际应用中,控制参数应该避免复杂的计算公式,一般是用试凑法来确定。由于三个参数对控制效果的相互影响,得到精确的控制参数并不容易。Ziegler-Nichols方法是一种整定PID控制器,探索其控制参数的方法。在发动机怠速控制器参数整定中应用这一方法可以快速精确的算出相应的各参数数值,得到理想的控制效果。

PI Ziegler-Nichols预测控制在机器人位置伺服控制中的应用

针对机器人姿态变换时伺服电机位置控制中惯量和负载转矩的变化,提出了一种PI Ziegler-Nichols预测并行控制策略。设计了PI Ziegler-Nichols控制器与预测控制器,PI Ziegler-Nichols控制可对传统PI控制器的比例、积分系数进行在线调整,抑制了参数变化和负载扰动,预测控制在误差较大时能够提高收敛速度并具有较好的跟踪能力。仿真结果表明,并行控制策略具有较好的稳定性和动态跟踪精度,当系统参量产生变化时,PI Ziegler-Nichols预测控制器可自适应调整,在机器人伺服系统中可实现较好的位置控制精度和较快的响应速度。

交流伺服系统Ziegler-Nichols PI滑模并行复合控制

针对交流位置伺服系统负载力矩和转动惯量变化大、干扰力矩强的特点,提出一种Ziegler-Nichols PI滑模并行复合控制策略,设计了位置环滑模变结构控制器和Ziegler-Nichols PI控制器的并行结构,滑模控制抑制了参数摄动和负载扰动,Ziegler-Nichols PI控制可对传统PI控制器的比例、积分系数进行在线调整,实现了系统的调整控制。仿真结果表明,所设计的并行复合控制器能够保证系统的静、动态性能。

交流伺服系统的Ziegler-Nichols PI控制

针对永磁伺服系统速度调节器性能较差的问题,提出Ziegler-Nichols PI控制方法。介绍了控制器结构组成及从理论上分析了Ziegler-Nichols PI调节原理;通过大量的仿真实验,详细研究控制器参数对系统性能的影响,得到有关参数选取及控制器设计规律。结果表明,该方法具有较强的鲁棒性及自调节能力。

基于Ziegler-Nichols整定的PQF三辊连轧液压压下控制系统频域分析

通过对内蒙古某无缝钢管厂的φ159 mm三辊连轧管机组液压压下控制系统的研究,建立了该系统各环节数学模型,忽略一些次要的非线性因素,将系统做线性化处理;运用经典控制论推导出传递函数,并对系统的时域、频域进行分析;基于该系统响应时间长、存在稳态误差的特点,运用Ziegler-Nichols整定参数方法进行PI、PID控制,并运用MATLAB软件进行仿真,得到理想的参数,满足连轧机压下控制系统的要求。

基于Ziegler—Nichols的PID控制系统仿真分析

介绍基于Ziegler-Niehols的PID参数整定方法和PID控制器设计，应用MATLAB／Simulink对所提出的PID参数整定方法进行仿真分析。仿真结果表明，此方法设计的PID控制器的各项性能指标良好。

基于Ziegler-Nichols频域PID的水轮机自适应调速系统设计

针对水轮机常规PID调速器不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的缺点,文章提出一种基于响应曲线的Ziegler-Nichols频域整定方法,在电力系统负荷不断变化时,根据水轮机调速系统Ziegler-Nichols根轨迹在线辨识出过程对象的临界振荡频率,然后基于Zieger-Nichols参数整定规则在线更新PID控制器参数.PID控制器的自适应过程能够在线实时修正PID参数,使控制器适应被控对象参数的任何变化,可以保证控制回路始终运行在最佳状态.结果表明,该方法具有较强的鲁棒性及自适应能力,且实时性强,易于实施,可以满足电网稳定性能指标要求.

基于MATLAB GUI的Ziegler-Nichols PID参数整定仿真系统

PID控制器的设计是"自动控制原理"课程的重要内容,Ziegler-Nichols法是一种典型的PID控制参数整定方法。该方法中比例系数K、时间常数T、延迟时间τ的确定是关键,其值可通过开环单位阶跃响应曲线的拐点及切线分析获得,拐点及切线从图形直接观察分析不够准确、快速。通过Matlab GUI仿真,实现了参数K、T和τ的直接获取,拐点及切线的绘制,PID整定参数的计算及对应单位阶跃响应曲线的显示。该仿真系统操作方便、能够直观快速地获取参数、节省了大量的分析和计算时间。该仿真系统可用于"自动控制原理"课程教学和实验教学,有助于学生对Ziegler-Nichols法的理解,提高学生的分析和设计能力。

PID控制技术及其参数整定方法

详细分析了PID控制常用的参数整定方法,并给出了基于Simulink Response Optimization的最新的参数整定方法,最后给出了基于专家经验的的智能调参技术。

一种混合有源电力滤波器的电流控制新方法

针对可控器件的死区和数字化控制器存在的延时对系统整体性能产生消极的影响,提出一种新的电流跟踪控制策略,该控制策略以一个基于改进的Ziegler-Nichols方法实现参数优化的PI控制器和π补偿Smith预估器为基础.其中实现电流跟踪控制的控制器算法是在Ziegler-Nichols方法优化PI控制参数的算法上的修正,较之传统的方法寻优PI控制器参数有着更好的控制效果;π补偿预估器的引入则可以有效地补偿系统控制中的延时,提高系统的响应速度和稳定性能,并提高系统的控制精度;同时利用时间乘以误差绝对值积分(ITAE)准则给出π补偿预估器参数与PI控制器参数间的数学关系式,实现了预估器参数的辨识.仿真和实验验证了所提控制策略的有效性,与模糊PI控制效果进行比较,具有更好的滤波效果.

采用数模混合双闭环方法的DFB激光器驱动电源

由于驱动电流波动会影响分布式反馈式(DFB)激光器激射波长及发光功率,采用数模混合双闭环技术,以TMS320LF28335为核心控制器,设计并研制了一种高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件电路设计方面,该激光器驱动电源采用运算放大器深度负反馈原理,提高了系统的稳定性(优于4×10-5)。软件设计中,引入Ziegler-Nichols PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异(小于0.5%)。同时,该驱动电源具备防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路和过流保护电路等保护电路。利用该驱动电源,对中心波长为1742 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,在长时间(>220 h)稳定性测试中,驱动电流稳定度优于4×10-5(RMS),满足DFB激光器对驱动电流的要求,具有很强的实用价值。

改进型Z-N参数整定方法及其硬件实现

针对经典PID参数整定方法复杂的问题,提出了一种改进型的Z-N参数整定方法。该方法提出系统特征参数的硬件解算方法,实现了电机运行过程中PID参数的自整定。在直流无刷电机伺服系统上验证了该算法能够对控制参数的自整定。电机调速过程响应迅速,无超调,运行平稳。

一种基于自适应PID参数的无超调控制方法研究

提出一种在自整定确定PID参数的基础上,根据辨识模型的时间常数与纯滞后的比值进一步对比例系数进行自适应修正,从而使得被控对象无超调的达到设定值的方法。并对该方法的跟踪性、抗扰性与鲁棒性进行了研究。

食品包装高精度计量控制方法

目的为提高食品包装过程计量组件的称量精度和效率,采用智能控制算法设计一种高精度计量控制系统。方法在分析动态称量系统工作原理的基础上,建立称量过程数学模型,将控制对象由放料阀门开度转换为电机轴位置。考虑到传统PID控制的缺陷,结合PI Ziegler-Nichols和预测控制设计一种高精度计量控制系统。该控制系统可实现比例和积分系数的在线调整,能够抑制参数变化、负载扰动;预测控制可提高系统收敛速度和跟踪能力。最后进行仿真和实验研究。结果仿真结果表明,智能控制算法具有比较强的自适应、自整定能力,计量精度可以达到静态称量水平,均高于99.5%。结论食品包装高精度计量控制系统具有精度高、稳定性好、称量效率高等特点,在实际应用中对称量过程的控制效果相对较好。