Bang-Bang+Fuzzy-PI自适应控制器的应用研究

针对电液伺服系统模型不精确、参数时变和负载干扰大的特点,提出了一种Bang-Bang+Fuzzy-PI的自适应复合控制器,利用模糊开关在不同控制方式间切换,并采用遗传算法对Fuzzy控制器的量化因子和PI控制器的积分系数进行在线优化。比较了复合控制器与Fuzzy控制器、Fuzzy-PI控制器和PID控制器的主要动态及静态指标,仿真结果表明这种复合控制器上升时间短、稳态精度高、鲁棒性强,具有优良的控制性能。

电液振动台自适应Fuzzy-PI控制器的设计

在离心加速度和振动复合环境中，用于结构振动试验的电液伺服控制系统是一个时变耦合的非确定性系统。本文考虑了上述因素，提出了自适应Ｆｕｚｚｙ－ＰＩ控制方法。控制参数可由自适应Ｆｕｚｚｙ－ＰＩ构件进行动态调整。采用模糊法则及ＣＲＩ推理确定参数。本文介绍了控制器的设计方法，并给出了正弦振动加载试验的结果。结果表明控制器有较高的稳态精度，动态特性好，自适应能力强。

永磁同步电动机调速系统的模糊PI智能控制新方法

在分析永磁同步电动机 (PMSM )数学模型的基础上 ,利用Matlab软件建立了控制系统的仿真模型 ,提出了一种新型的模糊PI控制方法。在PMSM双闭环调速系统中 ,电流控制采用滞环电流调节器 ,而转速控制通过采用常规PI控制和模糊控制相结合的方法来实现。仿真结果表明 ,这种新型的模糊PI智能控制方法响应快、无超调、鲁棒性强、抗干扰能力好 ,较传统PI控制具有更好的动。

基于模糊PI控制的永磁同步电动机伺服控制器设计

采用模糊PI控制代替传统PI控制的方法 ,以提高永磁同步电动机的控制性能 .该方法通过检测电机转速和定子电流的瞬时值与给定值的偏差和偏差的变化率 ,在线查表选择适当的P、I参数 ,实现了永磁同步电动机的伺服控制 .所有的表格都是通过实践经验制定出来的 .仿真结果表明 ,采用模糊PI控制能够比传统PI控制更加有效地提高系统的响应速度 ,减小电机在暂态和稳态下的转矩脉动 ,以及提高系统运行的稳定性 .

精密伺服工作台的模糊-PI复合控制的设计与仿真

对精密伺服工作台的定位控制方法进行了研究,提出了采用参数自调整模糊-PI复合控制的新型算法对伺服工作台进行闭环控制,实现精确定位;该方法具有自学习和自适应的特点,而且克服了传统模糊控制存在的静差和振荡问题;实验中给出了参数自调整模糊-PI复合控制器的simulink模型,并进行了仿真实验;实验结果表明该方法相对于一般的模糊控制和PI控制具有良好的超调和响应快速性,通过优化自调整参数和模糊控制规则,可以得到更好的系统响应曲线,对于实际控制系统,该控制算法具有较好的稳定性。

交流永磁同步伺服电机的参数自整定模糊PI控制

为提高交流永磁同步伺服电机矢量控制系统中电机转速和电磁转矩的动态性能,设计了一种参数自整定的模糊PI调节器用于永磁同步电机的矢量控制系统.通过模糊规则在线调整参数ΔKp和ΔKi的方法,满足当偏差e和偏差变化率e(c)变化时对参数Kp和Ki的要求,从而改进传统PI调节器的控制性能.并通过永磁同步电机双闭环控制系统的Simulink仿真.结果表明,与使用传统的PI调节器相比,采用所设计的参数自整定模糊PI调节器在高速和低速情况下,系统的电磁转矩和电动机转速的暂态响应特性都有所改善,控制性能更加理想.

基于模糊PID的焊枪伺服控制系统研究

针对钛及稀有金属真空等离子焊接生产特点和焊接工艺对焊枪位置与速度的高精度要求,提出了基于模糊PID控制策略的焊枪伺服控制系统.该系统由上位计算机、下位PLC、交流伺服控制器、弧压传感器和图像传感器构成,采用模糊PID的控制策略实现对焊枪位置和速度全过程优化控制.系统运行结果表明,采用模糊PID控制算法能够改善焊缝质量,提高焊接生产效率,在钛及稀有金属加工领域具有广泛的应用前景.

基于模糊自整定PI与重复控制的气动伺服系统研究

针对气动位置伺服控制中的低精度、低刚度等问题,提出了一种重复补偿与模糊自整定PI相结合的复合控制方案。利用模糊控制器提高系统的动态性能和鲁棒性,通过重复控制器周期性地修正输出电压,以改善系统的稳态特性,实现优势互补,使系统获得良好的稳、动态性能。通过仿真试验表明,该控制算法容易实现,且能更好地提高气动伺服定位系统的跟踪精度,具有较强的实用性。

火箭炮交流伺服系统H∞鲁棒PI控制研究

对火箭炮交流伺服系统H∞鲁棒PI控制问题进行了研究。火箭炮交流伺服控制系统中,被控对象具有的延迟特性和系统存在的扰动成为系统控制的主要难点。H∞鲁棒控制设计是在系统存在不确定性和干扰的时候,能保证系统较好的鲁棒性能。根据H∞鲁棒控制理论,将延迟特性转化为被控对象的不确定性,并采用H∞鲁棒控制增强了抗干扰特性。指出火箭炮交流伺服系统H∞鲁棒性能设计实质上是保证鲁棒稳定和性能要求(满足快速性和较小超调量和静态误差)。问题可以统一在H∞鲁棒控制框架之下进行处理。给出了H∞鲁棒性能设计中,将性能权函数的选取直接与系统性能要求相联系的方法。讨论了性能权函数的选择,求解了H∞鲁棒一个固定形式的PI控制器。仿真结果表明采用H∞鲁棒PI控制器的火箭炮交流伺服系统具有较好的鲁棒稳定性,并且具有超调量小、调节时间短的优点,提高了控制系统的抗干扰能力。

模糊PI控制在光整机防皱辊控制系统中的应用

光整机的防皱辊控制系统是一个阀控非对称缸的电液伺服位置控制系统。针对其特点,设计了一种基于模糊控制与PI控制相结合的模糊PI控制器。首先,在Matlab中分别应用PI控制和模糊PI控制对系统进行了仿真,并对仿真结果进行了对比分析。最后,在实际的光整机防皱辊控制系统中进行了应用。应用结果表明,模糊PI控制器稳态精度高、动态响应快,能够满足防皱辊控制系统的工作要求。

永磁直线伺服系统模糊PI速度控制器研究

针对永磁直线同步电机伺服系统常规PI速度调节器动态响应慢、输出超调大等问题,提出了模糊自适应PI速度控制器,对比常规PI速度控制器进行了仿真和实验。基于永磁直线同步电机矢量速度闭环控制,分析了模糊PI速度控制器和基于模糊PI控制器的伺服矢量控制系统的结构,设计了模糊PI速度控制器,在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了基于模糊PI速度控制器的永磁直线同步电机伺服系统仿真模型,并通过实际永磁同步直线电机伺服系统实验对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明,模糊PI速度控制器,相对于常规PI控制器,可以明显降低超调量和调节时间。将仿真结果和试验结果对比,两者基本吻合,说明模糊PI速度控制确实可以较好地改善永磁直线同步电机伺服系统的动态性能。

基于模糊PI的Delta机器人运动控制系统

搭建了视觉决策的并联机器人系统,其技术路线是由智能相机通过在线视觉检测算法分割目标,采用张正友标定方法进行相机标定;采用五次多项式插值对机器人的抓取路径进行关节空间轨迹规划;由逆运动学的代数解法求取各轴关节空间坐标。以Delta机器人的运动机构为研究对象,设计了新型的模糊PI控制器,并运用LabVIEW软件结合FPGA实现了机器人的运动控制。测得50组基于模糊PI控制器和PI控制器的上升时间的均值分别为179.6 ms和200.2 ms,试验结果表明,模糊PI具有更快的动态响应过程,同时还兼具了传统PI控制稳态性能好的特点。

基于模糊-PI双模控制的两相伺服电动机速度控制系统

本文提出了一种两相伺服电动机模糊-PI双模速度控制系统的设计。其主要思想在输入信号之后,设置了一个带阈值E模态转换器,根据阈值E与电动机转速误差e的比较结果确定其模态:当电动机转速误差e大于阈值E时,运行其模糊控制器,以获得良好的动态性能,当电动机转速误差e小于阈值E时,运行其PI控制器,以获得良好的稳态性能。MATLAB/Simulink仿真结果表明,模糊-PI双模控制相比传统模糊控制和常规PID控制在两相伺服电动机速度控制中可以获得更好的动态性能和稳态性能,且具有很好的鲁棒性。

伺服阀控缸位置控制系统的模糊控制和模糊-PI复合控制比较

伺服阀控缸位置控制被广泛应用于各种场合,如数控机床、民航飞机等。该文针对伺服阀控缸位置控制系统模糊控制和模糊-PI复合控制进行比较,说明模糊控制的特点和模糊-PI控制的优势。

基于模糊自适应分数阶PI~λ的伺服控制策略研究

本文提出以传统PI控制器为基础，结合广泛应用的模糊控制理论以及迅猛发展的分数阶控制理论，设计一种基于模糊自适应分数阶PIλ的伺服控制器的设想，并在Simulink中搭建仿真模型验证其控制性能。仿真结果显示，本文设计的伺服控制器表现出更为优越的性能。对于高精度伺服系统而言，模糊自适应分数阶PIλ控制器能够满足其对控制性能的苛刻要求，具有一定的可行性。

星载天线伺服系统的模糊-PI控制应用研究

针对星载天线伺服控制系统中传统PI控制表现出的对系统参数变化敏感、适应能力差的缺点,文中设计了自适应模糊-PI(Fuzzy-PI)控制器。通过模糊控制对PI参数进行在线自动整定,将模糊控制引入到永磁同步电机的矢量控制中去,由于模糊控制器对系统的数学模型并没有较高要求,因此有较强的鲁棒性。文中控制系统分别采用PI控制和Fuzzy-PI控制策略,然后分别进行位置跟踪仿真,并对程控跟踪过程中转动惯量增大及负载加干扰时的控制系统进行离线仿真,仿真结果表明,Fuzzy-PI控制器能融合两者优点,具有系统响应快,抗负载干扰能力强,鲁棒性好的优点,表明应用该策略可以有效的改善星载天线伺服系统的性能。

基于模糊PI控制器的注塑机合模伺服系统建模与仿真分析

传统液压注塑机在各个工艺过程中有较严重的高压节流损失及溢流损失,为了尽量能够消除这些多余的能耗损失,以注塑机合模工艺设计了注塑机合模过程伺服控制方案,基于注塑机合模过程的原理及特征,建立了AMESim液压控制模型及Simulink参数自整定的PI控制器模型,并进行联合仿真实验,结果表明合模过程参数自整定的模糊PI控制器的伺服电机动态特性要优于传统PI控制器。

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。

丝杠进给系统运动控制研究

丝杠进给系统在运行过程中具有非线性、强耦合和参数时变等特点,由于传统PID控制器的参数固定,无法很好地适应系统变化,从而导致系统响应速度缓慢及跟踪性能较差。针对此类问题,将复杂的丝杠进给系统简化处理并建立二质量系统模型;对传统的模糊规则加以优化和改进,设计了一种模糊PI控制与加速度前馈补偿相结合的复合控制器。模糊PI控制器根据实际系统特性调整模糊规则,使得控制器参数自适应变化,提高控制效果;加速度前馈补偿控制器根据输入信号预先补偿系统,提升了系统带宽。在Simulink中搭建系统模型,在阶跃输入和干扰输入下对比观察2种控制器作用的系统响应曲线。经仿真验证,丝杠进给系统的动态特性、稳态特性和抗干扰能力都得到了明显地提升。

改进火炮拖动随动系统跟随特性的方法

为了提高火炮拖动随动系统跟随误差精度,在三环伺服控制系统的基础上,提出了一种经典控制和智能控制相结合的方法。利用误差补偿的思想,在位置环采用前馈校正和超前校正的复合控制。采用模糊PI参数自整定控制的思想,在速度环上设计了智能模糊控制器。仿真结果表明,与PID控制系统相比较,系统的动态误差精度从10-3提高到10-4,明显地增强了火炮拖动随动系统的动态跟随特性,并使系统具有较强的鲁棒性。