双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制研究

投篮机器人路径图像噪声会影响机器人路径跟踪控制效果,导致投篮机器人偏离正常轨迹,为此提出双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制方法。分析投篮机器人架构,利用OpenMv视觉识别方法采集投篮机器人路径图像,结合小波阈值算法对采集到的图像实施去噪处理,从而获取清晰的投篮机器人路径图像。根据图像去噪处理结果,将曲线拟合法与特征点检测法相结合,实现投篮机器人路径识别。根据投篮机器人路径识别结果确定路径实际偏移量,结合推动器实现位置、移动速度建立的双闭环PID控制器,从而实现投篮机器人路径跟踪控制。实验结果表明,该方法的投篮机器人路径图像去噪熊效果好、跟踪控制效果好,充分验证了该方法的有效性。

基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究

双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。

基于西门子PLC的双闭环PID控制在橡胶制品挤出上的应用

现有轮胎生产技术中,轮胎产品中的主要半制品橡胶部件需要采用挤出工艺进行生产,半制品挤出过程是生产汽车轮胎必不可少的工艺环节,挤出制品的质量与精度直接影响到轮胎产品的最终质量与精度,也影响到轮胎生产的成本。解决稳定性差,挤出精确性差问题迫在眉睫。本文论述的控制系统采用一种串联双闭环PID算法进行速度的闭环控制,能够较好的解决现有轮胎半制品挤出生产技术中稳定性差和挤出精确性差的问题。

基于非线性PID的微电网虚拟同步发电机控制

为解决传统虚拟同步发电机(VSG:Virtual Synchronous Generator)电压电流双闭环控制的抗扰动性能差,受系统参数变化及各种不确定影响较大等问题,在建立微电网VSG转动惯量自适应控制模型的基础上,采用一种基于跟踪微分器的非线性PID(Proportion Integration Differentiation)实现电压外环和电流内环的控制,并根据输出信号的反馈值实时调节系统动态响应,从而达到稳定输出的效果。通过仿真验证了基于非线性PID的微电网虚拟同步发电机双闭环控制的正确性和有效性。

Application of Single Neuron Adaptive PID Regulators with Auto-tuning Gain in Industrial Parameter(Pressure)Closed-loop Process Control Systems

A type of single neuron adaptive PID regulator with auto-tuning gain is proposed and applied to the work control of fans, waterpumps and air-pressers etc. in Handan Iron & Steel Compel China. The robusthess of induStrial parameter closed-loop process controlsystems is improved, and the work quality of the systems bettered.

基于自适应PID的屏蔽门无刷直流电机控制研究

地铁屏蔽门作为城轨交通的重要部分,无刷直流电机是主要的执行机构。在屏蔽门控制中存在速度慢、易干扰、效率低。该文提出了速度环模糊参数自适应PID算法。建立模型并搭建双闭环控制系统。通过实验得出:在模糊参数自适应PID算法的控制下,速度曲线基本没有超调;与稳态误差相比,参数自整定算法的稳态误差为2.7%;参数自适应算法控制系统具有响应速度快、动静态性能好、自适应性能好、系统鲁棒性强且运行平稳,在地铁屏蔽门控制中的控制效果更佳。

基于PID的造纸机双闭环电机调速系统设计

电机是驱动造纸机工作的主要部件,对转速稳定性有着较高的要求,转速不能过快,也不能过慢,因此造纸机电机转速调节至关重要。在此背景下,设计一种基于PID的造纸机双闭环电机调速系统。系统总体结构设计为三层,即采集层、应用服务层以及交互层。以FPGA作为核心,搭建系统硬件结构,设计速度环控制电路、电流环控制电路。利用霍尔传感器采集造纸机电机实际转速和电流并经过放大和滤波调制,计算与预期转速和电流之间的差值,通过PID构建双闭环电机转速控制器,以差值为输入,得出转速调节方案,驱动电机运作,达到纸机双闭环电机调速目的,完成系统软件设计。结果表明:PID双闭环电机调节器运行下,超调量相对更小,说明电机调速稳定性更好,由此证明了所设计系统的有效性。

基于改进BP-PID算法的双舵轮AGV运动控制技术

针对双舵轮AGV的运动控制技术进行研究,首先建立了双舵轮AGV的简化运动学方程;然后针对其控制的复杂性和非线性特点,提出了一种BP-PID控制算法,使用动量因子对网络的学习率进行优化,抑制网络训练中出现的振荡。在控制系统训练完成后对其进行了仿真,并基于双舵轮AGV样机对控制算法进行试验验证,试验结果验证了所提控制算法的有效性。该控制算法提高了双舵轮AGV运动的控制精度和稳定性。

基于ICSO模糊PID控制的微网控制研究

针对微电网在孤岛运行状态下,其SPWM双闭环逆变器在传统模糊PID控制过程中存在的参数整定复杂且系统自适应不足等问题,提出了一种在传统模糊PID控制方法的基础上加入改进鸡群算法(improved chicken swarm optimization,ICSO)的改进模糊PID控制策略(ICSO-FUZZY-PID),通过ICSO优化传统模糊PID中的比例因子和量化因子,达到快速找到最优解的目的。将改进模糊PID控制策略应用到逆变器的电压环控制中,可以大幅度得提升逆变器输出电压的控制效果,减小逆变器输出功率的波动,更好地抑制逆变器间的环流。通过在MATLAB\\Simulink中搭建仿真模型进行实验,实验结果表明,基于ICSO的模糊PID控制策略应用于微网逆变器的SPWM双闭环控制中,可以使微网系统获得响应速度更快、控制精度更高、鲁棒性更强的动态和静态特性。

基于改进PID算法横列式双旋翼无人机系统

横列式双旋翼无人机相较于传统固定旋翼无人机具有更强的机动性与续航能力,但是传感器测量误差会影响其控制精度。针对这一问题,在理论模型方面完成了动力学模型的推导并整定了相关物理参数;在控制算法方面自主开发三轴加速度计误差补偿算法,并创新性将该算法与传统PID控制算法结合形成改进串级双闭环PID算法,可以实现对三轴加速度计测量值累积误差的抑制,同时利用Simulink进行了30次系统控制仿真,仿真结果表明:改进PID算法理论上针对y轴位移、滚转角、俯仰角与偏航角可分别降低约78%、26%、19%与44%系统超调量;在实验测控方面搭建了试验样机+测控地面站系统,最终完成10组空中悬停对比实验。实验结果表明:改进PID算法试验样机悬停高度、滚转角、俯仰角与偏航角的稳态误差较传统PID算法减少约35.68%、49.04%、2.33%与55.96%,验证了改进控制算法的精度与实际有效性。

基于模糊PID的直流电机控制系统设计与仿真

文章根据PID调速系统的不足之处,并以此为基础设计了一种模糊双闭环调速系统。文章通过软件Simulink进行仿真并验证了系统的可靠性,同时通过MATLAB的模糊工具箱实现对模糊控制器的设计。通过对比分析PID和模糊PID调速的性能指标,模糊PID调速系统在响应速度、超调大小以及应对干扰的能力方面均更胜一筹。

基于模糊PID的双泵变频液压系统仿真分析

为提升变频泵控液压系统的动态特性及其压力输出性能,将定转速液压泵与变频液压泵相结合组成双泵系统,并且引入模糊PID对系统进行控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台中对系统进行仿真分析,仿真结果表明:该双泵变频液压系统在模糊PID控制下与PID控制相比动态性能更为优秀,抗干扰能力更强,压力输出更为稳定及时。

基于虚拟惯量模型和模糊PID算法的双馈风电机组频率解耦控制方法

当前的双馈风电机组频率解耦控制节点多设定为单目标处理,控制范围有限,导致最大频率偏移值增加,为此提出对基于虚拟惯量模型和模糊PID算法的双馈风电机组频率解耦控制方法的设计分析。根据实际的测定需求及标准,提取风电机组频率解耦响应特征,采用多目标的方式,部署风电机组的频率解耦控制节点,扩大实际的控制范围,构建虚拟惯量模型+模糊PID算法解耦控制模型,采用定向协调修正实现控制处理。最终的测试结果表明:与设定传统惯性/下垂风电机组控制测试组、传统Ziegler-Nichols优化算法风电机组控制测试组相比,此次所设计的虚拟惯量模型+模糊PID算法的双馈风电机组频率解耦控制测试组最终得出的机组控制最大频率偏移值较低,说明该方法的控制效果较高,针对性较强,具有实际的应用价值。

基于二自由度PID的三相PWM整流器调压改进策略

基于前端电压源型整流器(voltage source rectifier,VSR)与后端电压源型逆变器(voltage source inverter,VSI)级联的VSR-VSI双三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器已在电梯能量回馈系统中得到广泛应用,但前端三相VSR采用传统比例积分(proportional integral,PI)双闭环控制结构通常存在中端直流母线电压无法兼顾抗干扰性和跟踪性的问题。为此,文中提出一种基于二自由度比例积分微分(proportional integral differential,PID)的三相PWM整流器调压改进策略。首先,阐述基于VSR-VSI双三相PWM变换器级联系统的结构和工作原理,并给出前端三相VSR的传统PI双闭环控制方案及其参数设计过程,分析该方案不能兼具良好的抗干扰性与跟踪性的原因。在此基础上,给出基于二自由度PID的前端三相VSR直流调压优化策略及其参数设计方法。最后,利用软件仿真与实验测试对比结果共同验证了所述三相PWM-VSR直流调压改进策略的有效性与优越性。

双闭环Buck变换器系统模糊PID控制

针对传统线性PID控制对复杂控制对象难以建模及人工整定经验缺乏等问题,提出了一种双闭环Buck变换器系统的模糊PID控制策略。首先,设计了电压外环和电流内环结构以同时提高系统的抗扰性和跟随性;其次选择高斯函数和三角形函数相结合的隶属度函数以使控制器对小误差的灵敏度得以增强;接着,针对PID参数分别设计了3个子推理器并通过基于专家经验的规则库制定出Buck变换器的模糊规则,可以使控制器不依赖于Buck变换器系统精确的数学模型,从而克服传统PID控制导致的输出电压高超调、振荡等缺点;最后,设计了一套新型双闭环Buck变换器硬件系统,利用STM32单片机将模糊PID算法首次用于控制变化速度快、时滞小的被控量。实验结果表明:模糊PID控制策略不仅能够提高输出电压跟踪精度,还能有效抑制负载扰动及参数摄动,在阶跃启动下,系统输出电压超调量低于10%,调节时间低于3ms;与传统PID单环系统相比,其输出电压纹波、扰动下的最大动态压降和恢复时间均减小了一个数量级以上。

基于模糊-PID控制算法的温控系统设计

在模糊-PID控制算法的基础上设计一种工业染布机温度控制系统,系统采用双CPU的方法代替传统的单CPU加PLC的模式,降低了生产成本,提高了系统性能,系统的温度控制范围在10～140°C,精度<±1°C,满足了实际需要,具有较好的应用前景.

用于无功静补系统的模糊-PID控制方法

简要分析了静止型无功补偿器(SVC)的补偿原理,针对SVC系统的非线性,提出了一种用于无功静补系统的模糊-PID控制方法。该模糊-PID控制结合了模糊和PID两种控制方式的优点,根据预先设定的偏差范围在两种控制方式下自动切换。在这种混合控制方法中,采用模糊控制实现动态过程的快速调节;采用PID控制实现稳态过程的精确调节。分别将该模糊-PID控制器与传统的PID控制器应用于实验样机,对不同的负载工况进行反复实验,结果表明该控制器具有更好的控制精度,更快的动态响应速度以及更强的鲁棒性。

基于模糊PID的酶免分析仪加样臂运动控制

为了保证全自动酶免分析仪加样臂运动的低速稳定性和位置精度,建立了加样臂运动控制系统。根据系统结构模型分析低速运行时爬行现象产生的原因,使用位置环PID、速度环模糊自适应PID的双闭环控制算法,改善低速爬行现象。并基于大量工程实验整定,选取了合适的模糊集合、模糊规则和PID参数论域取值。实测运行结果表明,在0.05 m/s的速度运行,能够保证速度误差小于2%,位置精度为±0.1 mm。算法满足了加样臂运行精度和稳定性要求。

基于模糊PID的双闭环茶叶杀青控制系统研究

为了提高茶叶杀青质量,将模糊PID技术应用到茶叶杀青控制系统中,分析了茶叶杀青系统的结构、工作原理和杀青的原理;提出了以杀青叶含水率为控制目标,通过改变筒壁温度控制杀青叶含水率的方法;设计了基于模糊PID算法的含水率+温度的双闭环控制系统;最后,利用Matlab对系统进行了仿真,并且进行了杀青效果的对比实验。研究结果表明,模糊PID控制算法应用于茶叶杀青控制系统,系统阶跃响应的调节时间比常规PID控制算法要短,超调量小;以杀青叶含水率为控制指标的杀青方式能很好地适应鲜叶含水率变化的情况。

基于改进PSO算法的多变量PID型神经网络控制

充分利用PID结构简单、稳定性强的良好性能以及神经网络的自学习和自适应的特长,引入粒子群优化(PSO)学习算法,设计一种多变量自适应PID型神经网络控制器。神经网络的隐含层由带有输出反馈和激活反馈的混合局部连接递归网络组成,采用PSO学习算法优化神经网络参数。在深入研究分析PSO算法的基础上,引入变异因子和惯性权重自适应策略对该算法进行改进,既发挥了PSO算法随机优化收敛速度快的优点,又克服了该算法易陷入局部最优点的缺点,显著提高了控制系统的性能指标。最后,通过对二级倒立摆控制的仿真分析,证明该算法具有较强的鲁棒性。