基于模糊PID的山地拖拉机调平控制系统的设计

在自行开发的山地拖拉机调平机构上加装了自动调平控制系统。系统以可编程逻辑控制器(PLC)为主控核心,以倾角传感器为车身平台倾角检测机构,以模糊PID为调平控制算法,通过监测倾角传感器检测的角度值来实时调整伺服电机的转动与伺服电缸的伸缩,以实现车体平台的自动调平。静态试验结果表明,拖拉机车体平台在倾斜15°的情况下,车体平台横向和纵向单独完成调平分别用时1.851 s和1.882 s,同时调平在3.319 s内完成。动态试验结果表明,拖拉机在行驶速度1.73 km/h、最大坡度15°时,完成车体平台横向和纵向调平分别用时6.253 s和6.853 s;调平时最大超调角分别为9.053 3°和8.687 2°,调平后车体平台角度偏差最终可控在0.5°。

基于PID控制的防抱死制动系统实现研究

为了避免汽车抱死现象的发生,提出一种基于PID控制的汽车防抱死制动系统(ABS)设计方案,该系统可有效提高汽车的行车安全。采用汽车的四分之一作为主要研究对象,建立了合理有效、简单适用的单轮车辆制动系统数据模型,有利于提升汽车的防抱死制动效果,符合系统的精度要求。通过对系统进行仿真可知该系统可实现汽车的防抱死制动,在测试过程中未发生抱死现象,较好地实现了汽车的制动控制。

孤岛运行微电网中模糊PID下垂控制器设计

针对微电网孤岛运行时分布式电源(DG)所采用的传统电压/频率下垂控制方法的不足,提出了一种具有比例—积分—微分(PID)结构的改进下垂控制方法,并根据电压和频率的变化,使用模糊推理技术来优化相应参数;设计了一种自适应模糊PID下垂控制器,以进一步有效减小微电网孤岛运行时由于扰动所造成的电压/频率振荡。通过仿真计算验证了所提出的模糊PID下垂控制器设计的正确性和有效性。

A3000过程控制实验系统开发──多容液位系统PID控制

分析单容液位系统、双容液位系统以及三容液位系统对多个容器串联后系统特性的影响,并对数学模型的建立和测定进行理论分析,对控制的经验方法和一种多容液位系统PID参数整定的经验公式,通过大量的实验数据进行验证。提出的参数设置规律,对工业的多容器液位控制系统设计有一定的参考价值。

积分分离的单神经元PID控制算法及其研究

将积分分离的思想引入单神经元PID(比例积分微分控制)算法中,提出1种积分分离的单神经元PID控制算法,既避免了由于积分累积而导致的较大超调,减少振荡幅度,又利用单神经元PID算法中参数可调的特性,增强了控制系统的自适应能力。通过对不同被控对象的仿真研究,表明其有效性和优越性。同时,通过对该算法中阈值取值研究及该算法与普通PID及单神经元PID的对比研究,指出了该算法的优缺点。

基于双环PID算法与大津法的板球视觉控制系统

针对板球视觉控制系统易受光强影响及控制效果不佳的问题,研制了一种基于图像传感器的板球视觉控制系统。图像处理算法采用了大津法,对图像二值化处理效果做了对比,并对小球图像进行二值化优化处理,获取了准确的质心坐标。针对板球视觉控制系统的小球运动特点,设计了双环比例—积分—微分(PID)算法,并对小球运动进行优化控制。本系统实现了二值化图像的阈值自适应,小球实现了任意区域间的切换运动及避开阻挡区域的路径规划运动,控制系统精度达到设计要求。

模糊免疫自适应PID控制在封水泵流量控制中的应用

为提高封水泵流量控制的智能化、稳定性和高效性,在分析封水泵工作原理的基础上,设计一种基于西门子的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的模糊免疫自适应比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制器.利用MATLAB对控制器仿真,结果表明该控制器具有较好的快速性、鲁棒性和稳定性,实际控制效果良好.

基于模糊PID控制的水肥一体化实验系统设计

设计了一种基于PLC控制的水肥一体化实验系统。采用模糊PID控制器,通过恒压供水系统调节进水压力及流量,由文丘里射流器混合水肥调整水肥EC值调整水肥浓度,运用触摸屏进行操作,实时监控,进行精准施肥,营造作物最适宜生长环境。通过对系统分析,在建立EC调控模型基础上运用MATLAB进行建模仿真。仿真结果显示,模糊PID控制比传统PID超调量和到达稳态时间有明显改善,即超调量减少8%,达到稳态时间减少20 s。系统在试验基地调试运行,超调量在2%以内,EC配肥在60 s内稳定,符合实验系统要求。

基于WinCC组态和PLC控制的交流电机变频调速系统设计

对轨枕综合生产线电力拖动系统进行升级改造,设计并实现交流电机的变频调速系统,解决交流电机调速性能差和控制方式复杂的问题,使其工作效率达到最优,最终达到节约能源、降低消耗的目的。具体来说,变频控制系统以西门子变频器MM440作为执行机构,通过旋转编码器和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)实现转速的闭环控制。同时,采用STEP 7软件的功能模块FB41实现转速的比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制,并进行PID参数整定,使系统具有很高的稳态精度和较好的动态性能。此外,通过WinCC组态使系统具有远程监控功能。

基于PID的沉管隧道施工监控系统的设计与实现

以水下沉管隧道碎石基础铺设的整平清淤船项目为背景,采用可编程逻辑控制器(PLC)与数据库等技术,实现了沉管隧道碎石基础铺设施工过程的实时监控。PLC控制部分采用“比例-积分-微分”(PID)算法,实现沉管浮运沉放过程的闭环控制。该实时监控系统设计了上位机界面,可实现沉管浮运沉放全过程的实时可视化监控,以实现沉管隧道碎石基础铺设高精度、高效率的技术要求。这种作业方式目前在国内属首创。

基于逻辑门限值与PID综合控制的气压ABS控制器设计

以重型汽车为研究对象介绍了ABS的基本工作原理,基于TruckSim建立了联合仿真模型,并通过ABS压力动态响应综合测试来验证模型的可行性。以最佳滑移率为控制目标,设计了逻辑门限值与PID综合控制器,仿真试验验证控制器达到了良好的控制效果,使制动压力变化更平缓,车轮滑移率很好地维持在最佳滑移率附近。开发了基于英飞凌XC2365A的硬件系统,主要包括电源供电电路、轮速信号处理电路、电磁阀驱动电路和CAN通讯电路。基于硬件在环仿真台架对ABS控制器进行试验,通过对比试验表明,该控制器满足制动要求,对各种路况及工况的适应性更好,有效提高了汽车制动时的稳定性。

Control of a Two-wheeled Machine with Two-directions Handling Mechanism Using PID and PD-FLC Algorithms

This paper presents a novel five degrees of freedom (DOF) two-wheeled robotic machine (TWRM) that delivers solutions for both industrial and service robotic applications by enlarging the vehicle′s workspace and increasing its flexibility. Designing a two-wheeled robot with five degrees of freedom creates a high challenge for the control, therefore the modelling and design of such robot should be precise with a uniform distribution of mass over the robot and the actuators. By employing the Lagrangian modelling approach, the TWRM′s mathematical model is derived and simulated in Matlab/Simulink?. For stabilizing the system′s highly nonlinear model, two control approaches were developed and implemented: proportional-integral-derivative (PID) and fuzzy logic control (FLC) strategies. Considering multiple scenarios with different initial conditions, the proposed control strategies′ performance has been assessed.

汽车紧急制动工况的PID逻辑门限控制策略

根据Carsim整车动力学模型,结合逻辑门限控制理论和PID控制理论,建立了基于滑移率误差的ABS控制器,并应用Matlab/Simulink进行了冰雪路面上车辆紧急制动过程的仿真分析。仿真结果表明:设计的基于滑移率误差PID控制策略比单一滑移率逻辑门限的控制策略更能满足预定目标,车辆的制动效果得到了明显改善。

基于PLC伺服控制的甘油雾化喷涂系统设计

根据香烟滤棒的丝束甘油雾化喷涂原理,设计的甘油雾化喷涂系统采用PLC和触摸屏作为主控制器,由甘油桶、温度控制子系统、甘油雾化子系统、喷涂活门和伺服系统组成.研究了活门精确定位的伺服控制,该技术实时跟随丝束的运行速度,由PLC给出活门开度对应的、伺服电机转动所需的、高速脉冲数作为系统的位置给定量,通过位置环、速度环和电流环的三闭环PID控制精确定位活门开度,实现甘油的均匀喷涂,保证甘油喷涂量.给出PLC控制程序流程图,对系统进行了实际运行测试.结果表明:系统运行可靠,滤棒的硬度控制达到国家标准.

汽车ABS与AFS集成控制算法

提出一种制动防抱死系统(ABS)与主动前轮转向(AFS)系统的集成控制算法.ABS采用逻辑门限值控制算法,以车轮的角加速度为主要门限、滑移率为辅助门限.AFS采用基于二自由度车辆模型建立的横摆力矩补偿前馈控制和滑模反馈控制相结合的复合控制算法.采用8自由度车辆模型验证所提出的控制算法,该模型包含"Magic Formula"轮胎模型和基于单点预瞄的驾驶员模型.在Matlab/Simulink中通过对开路面的直线制动工况和定圆弯道制动工况下的仿真来评价集成控制算法.仿真结果表明:在对开路面上ABS与AFS的集成控制能够有效地缩短制动距离,提高车辆制动过程的方向稳定性.

油门踏板安全辅助系统开发

利用AMESim软件建立了油门踏板模型和15自由度整车动力学模型。分析了初学驾驶员行为意识,应用逻辑门限值控制算法识别油门踏板误操作,正确判定后启动集成模糊-PID控制算法的防抱死制动系统(Anti-locked braking system,ABS)的安全辅助系统,保证了车辆的主动安全性。利用Matlab/Simulink和AMESim软件建立了联合仿真平台,对控制算法进行了验证。结果表明:该控制系统具有很好的实时性,能够满足实际的应用要求,提高了汽车行驶的安全性能。

多阈值神经元电路设计及在多值逻辑中的应用

分析了多阈值神经元工作原理,并提出设计多阈值神经元电路的方法.首先,用两个 MOS晶体管组成电压型突触电路,然后又提出一种基于BiCMOS工艺的判别转换开关电路,这种电路以压控电流作为阈值信号,并实现电压到电流的转换.在此基础上,结合限幅电压开关理论提出多阈值神经元阈值判别函数电路的开关级设计方法.最后,从开关级设计了实现三值逻辑中文字、与、或三种基本运算的多阈值神经元电路,用这三种基本运算的多阈值神经元电路可实现任意三值函数的多阈值神经网络.文章还对设计出的电路用 PSPICE进行模拟,测量相关参数.模拟结果表明,该文设计的电路不仅实现了正确的逻辑功能,而且速度较快.

塑料挤吹型胚控制器的设计

分析了目前对塑料制品的需求增加,塑料制品结构多样化等现状,提出了具有壁厚控制功能的吹塑成型控制器。并分别从软件系统和硬件系统角度出发,对挤吹成型控制器进行了设计,实现了挤吹成型"高可靠性、高适应性、高效率"的要求。

汽车ABS控制算法设计与试验验证

为了有效验证整车ABS控制器实车匹配前的控制效果,通过Carsim动力学仿真软件建立整车的参数化模型,在Matlab/Simulink中搭建了两种ABS控制策略,一种是自主开发的基于滑移率为主要控制目标、以车轮角速度为辅助控制目标的逻辑门限值ABS控制策略,另一种是实际当中常用的PID控制策略;将Carsim与Matlab/Simulink进行联合仿真,选取了对开路面紧急制动时仿真试验,逻辑门限值ABS控制策略明显优于PID控制策略;最后,选取同样工况进行硬件在环试验,结果证明了ABS逻辑门限值控制策略能够在实际控制过程中保证良好的制动效能及制动方向稳定性。

车辆ABS控制算法设计及硬件在环验证

提出了有效验证整车ABS控制器实车匹配前的控制效果一种有效的手段,通过Carsim动力学仿真软件建立整车的参数化模型,在Matlab/simulink中搭建了两种ABS控制策略,一种是自主开发的基于滑移率为主要控制目标、以车轮角速度为辅助控制目标的逻辑门限值ABS控制策略,另一种是现实中常用的PID控制策略;将Carsim与Matlab/Simulink进行联合仿真,选取了对开路面紧急制动时仿真试验,逻辑门限值ABS控制策略明显优于PID控制策略;最后,为了更好验证逻辑门限值的控制策略的实际控制效果,选取同样工况进行硬件在环试验,结果也证明了ABS逻辑门限值控制策略能够在实际控制过程中保证良好的制动效能及制动方向稳定性。