基于经典PID算法的智能车系统研究

如何根据各种传感器输入的信息快速识别出前方道路的情况,是智能车系统控制领域研究的难点。本文用MC9SDG128B作为核心处理器,完成智能车电源、驱动、数据采集处理和测速等模块的设计与实现,在此基础上提出了基于经典PID路况识别的控制算法。通过大量的实践和调试总结出PID算法的各项系数参考表,使我们的智能车系统在参赛时最终平均车速达到1.75m/s,入弯道时最大速度达到2m/s,基本上满足全程高速运行的要求。

变速积分PID控制在二容水箱系统的实验研究

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了变速积分PID控制研究。在该方法中,分析了变速积分PID控制,推导其控制算法,整定了相关参数。在MATLAB语言环境下编写三种PID控制程序,并将程序应用于二容水箱实验系统,从实验运行结果可见,变速积分PID控制比普通PID控制和积分分离PID控制效果都好,表明使用该控制方法的正确性和优越性。

基于PID经典控制的小型无人直升机高度控制的研究

引用小型无人直升机简化模型,获得其高度控制的原理图。采用经典的PID控制法对其高度控制进行控制律设计,建立其精确的控制通道方块图。再利用matlab进行仿真调试,研究其高度控制。

PID参数在提升调速系统空载工况稳定性能的应用

介绍提升礼河四级复建电站调速系统空载工况下的稳定性能的过程。通过观察分析调速系统在空载工况下频率波形的变化规律,综合考虑PID参数中比例参数、积分参数、微分参数的作用原理以及参数的局限性,合理选用匹配的PID参数,最终通过优化调速系统空载工况下的控制PID参数,实现调速系统空载工况下的稳定性能满足规程要求的目的。

分数阶PI~λD~μ在高超声速飞行器姿态控制中的应用展望

高超声速飞行器的发展是一个必然的趋势,但是其具有强耦合、严重非线性、大范围气动环境变化的特点,这对飞行器的姿态控制系统提出了更高的要求。本文简述了现代控制及智能控制在姿态控制器中的应用,回顾了传统PID及其改进控制技术,针对新的被控对象特点,介绍了分数阶PIλDμ及其发展。由于分数阶PIλDμ具有比传统PID更好的鲁棒性和控制性能,展望分数阶PIλDμ控制在高超声速飞行器姿态控制中得到更广泛的应用。

模糊控制理论在有源磁悬浮系统中的应用

建立了陀螺浮子磁悬浮数学模型,对该系统进行了MATLAB仿真并分析了该系统的刚度和阻尼特性。在此基础上,计算了满足刚度和阻尼特性的PID控制器参数,仿真结果表明,基于刚度和阻尼特性的PID控制器能够基本满足系统的要求,但响应时间过长。因此进行了模糊控制理论在磁悬浮系统中的研究,提出了模糊-PID控制。以经典PID控制器参数为参考,建立了模糊控制隶属度函数,设计了模糊控制表格,并对模糊-PID控制器在该系统中的应用进行了仿真研究,仿真结果表明,建立在经典PID控制器基础上的模糊-PID控制能够得到较好的稳态特性和动态性能,鲁棒性也得到增强,能够在一定程度上提高液浮陀螺仪的精度和抗干扰能力。

基于H_∞鲁棒控制的无人驾驶城轨车辆运行姿态研究与仿真

针对无人驾驶车辆运行过程中存在参数摄动和外部扰动的情况,提出了基于鲁棒H∞控制和PID控制的混合控制方案.通过对无人驾驶城轨车辆驾驶仪运行中的非线性、外界扰动、内部参数摄动等因素的分析,建立了自动驾驶系统的区间控制模型.然后,利用PID控制器实现自动驾驶模态的控制,利用H∞控制器实现参数摄动及外部扰动的抑制,并给出了控制器的具体形式.仿真结果表明所给出的混合控制方案是有效的.

基于单片机的变惯量智能伺服控制系统设计

针对军工企业装弹机装填炮弹种类增多的需求所导致的装弹机伺服控制系统转动惯量的变化，如仍采用经典PID控制方式，则会使系统性能下降，甚至失稳；为解决转动惯量的变化带来的控制问题，结合常规PID和神经网络技术设计了位置环的单神经元自适应PID控制算法，并进行了仿真研究；论文给出了控制系统的总体设计方案，进行了系统软硬件的具体设计与工程实现；设计选用基于电机专用数字信号控制器dsPIC30F6010A为整个硬件系统的核心，系统采用电流环、速度环、位置环三闭环结构，由DSC主电路、IPM电路、外围电路、信号检测及保护等电路组成；硬件系统还具备过压保护、过流保护、漏电流检测等能够增强系统可靠性的功能；仿真结果表明，单神经元自适应PID控制能够很好的适应转动惯量的变化，改善了系统的动态性能；经现场试验，装弹机协调器适应多种弹种的切换（炮弹质量在30~45kg），定位精度小于土3mm，调节时间小于150ms。启动和停止时无超调现象，有效解决了军工实际问题。

模糊与IPD控制算法在图像压缩系统中的应用比较

针对实时数字图像压缩系统，提出在初始参数调整后采用模糊控制算法代替IPD算法的方法，并设计了相应的模糊控制器。仿真结果表明，在系统初始参数经常调整的情况下，采用模糊算法的系统稳定性好于采用IPD算法的系统。

光电稳定平台中Stribeck摩擦力矩的补偿方法

针对光电稳定平台低速控制伺服系统中经典PI控制器不能很好地补偿Stribeck摩擦力矩的问题,提出了一种滑模变结构控制策略。通过仿真分析得出,滑模变结构控制的超调量为0.01rad/s,小于经典控制的超调量0.07rad/s,同时滑模变结构控制的调节时间为0.16s,也小于经典控制的调节时间0.23s;并且对于载体扰动,滑模变结构控制的补偿时间为0.13s,小于经典控制的补偿时间0.27s。仿真结果表明,采用滑模变结构控制补偿Stribeck摩擦力矩后,光电稳定平台的抗干扰能力得到了有效提高。

基于DOB观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法

为提高轻型机载光电稳定平台的扰动抑制能力,设计了一种基于扰动观测器与Stribeck模型相结合的稳定控制回路。首先,对机载光电稳定平台稳定环路进行建模,分析扰动来源,确定补偿方案。其次,在传统稳定回路的基础上,加入Stribeck摩擦补偿器和DOB扰动观测器,通过仿真验证其对稳定精度提升的可行性。结果表明,在5 Hz,0.12°的正弦扰动下,视轴的稳定精度提高近5倍,有效地抑制了机构"低速爬行",速度跟踪误差的均方根值从0.31 (°)/s下降至0.07 (°)/s,且对于不同频率扰动的隔离度均有明显提升。

流体PVT分析仪指数型压力闭环控制方法

提出了用于流体PVT分析仪的一种指数型闭环控制方法。该方法基于控制值与目标值按照指数关系无限逼近的闭环控制思路,即:离目标值较远时,优先速度响应;离目标值较近时,优先精度响应,以实现对目标值快速、精确的自适应闭环控制。实验测试表明,该方法控制更平滑、冲击更小、系统更稳定、目标跟踪更快、控制精度更高,可以弥补经典PID控制方法在非线性控制方面的不足,满足流体PVT分析仪压力闭环控制要求。研究结果对速度、力、位置等物理量的闭环控制也具有一定的参考作用。

基于KinetisK60的节能电磁导航智能车的设计与实现

本文介绍了一种基于电磁检测传感器能够自主进行路径识别的智能车控制系统,且电能电源来源于超级电容,是智能车竞赛中比较新颖的创新形式。内容主要包括电磁传感器电路、电源管理电路、超级电容充电电路、电机驱动电路、主板控制电路等硬件电路;软件编程上,采取了经典PID等方式,使智能车能够稳定采集赛道电磁信号,分析实时磁场强度的大小,从而控制舵机转向以及改变速度的大小,实现了智能车在赛道上自动寻迹的功能。