一种改进PID控制算法的研究与应用

针对实验中发现的常用数字PID控制器容易产生失控的现象,利用MATLAB软件对PID算法进行了仿真分析。指出了产生失控的原因是由递推位置式PID算法的不足引起的,并对现有的递推位置式算法的不足进行了改进。将改进的PID算法应用于300MN水压机的操纵控制系统中,解决了原有的缺陷,得到了很好的控制效果。

基于GA的液压机多PID控制器参数优化

为了解决四通道独立负载口独立控制快锻液压机系统中多个PID控制器参数与不同工况的匹配问题,提高液压机在改变工况后的锻造精度,采用改进的GA(遗传算法)对多PID控制器参数进行整定,建立不同工况下参数调整数据库。首先,建立0.6 MN快锻液压机系统的机理模型,在此基础上,通过系统辨识方法得到其实际的数学模型。其次,针对不同锻造行程和锻造频率,利用改进遗传算法对多PID控制器参数进行优化。最后,基于0.6 MN快锻液压机实验平台对仿真结果进行实验验证。研究结果表明:通过遗传算法进行多PID控制器参数优化使快锻液压机系统在多个锻造频率和锻造行程下的锻造精度达到了±1 mm,提高快锻液压机对不同工况的适应性。

细菌群觅食优化算法及PID参数优化应用

针对细菌觅食(BF)算法收敛速度慢和粒子群优化(PSO)算法早熟的缺点,提出了一种细菌群觅食优化(BSFO)算法。将PSO算法中粒子速度的更新公式替代BF算法位置公式中的方向向量,使细菌在优化过程中具备感应周围细菌位置并向细菌群体历史最优位置游动的能力。Benchmark函数的测试表明,BSFO算法对于大部分测试函数的结果较为理想。将BSFO算法用于材料试验机电液位置伺服系统的PID控制器参数寻优仿真,获得了较好的控制性能。

基于自适应遗传算法整定的刨花板热压系统PID控制

刨花板热压控制系统存在着迟滞、非线性、时变性以及模型参数的不确定性,针对此问题,提出了基于遗传算法的自适应PID智能控制策略,通过自适应控制与遗传算法相结合,实现对PID参数的在线自整定,使其具有更大的灵活性和适应性,完善了PID控制器的性能。在Matlab7.0环境下进行仿真,结果表明:与常规PID控制器相比较,该控制器明显地提高了热压位置伺服控制系统的动态性能和静态性能,抗干扰的能力也明显增强,兼具更好的鲁棒性能。

基于遗传算法优化的模糊PID在粉末液压机伺服系统的应用研究

CNC粉末冶金液压机电液伺服系统具有时变性、易受干扰等特点,运用常规的PID控制难以达到满意的控制效果。运用模糊PID控制实现对PID参数的在线自适应整定,提高了PID控制器对电液伺服系统的调节控制能力。为了进一步提高模糊PID控制器的控制性能,采用遗传算法对模糊PID控制器的初始PID参数和比例因子进行了优化。仿真结果表明:基于遗传算法优化的模糊PID控制器在CNC粉末冶金液压机电液伺服系统的控制中具有良好的自适应性、鲁棒性和稳定性。

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制

针对电液位置伺服系统参数时变和外负载干扰等不确定性,建立了电液位置伺服系统数学模型.为了提高电液位置伺服系统的跟踪精度,基于分数阶控制理论,引入重复控制回路,提出一种基于重复控制补偿的分数阶PID控制策略,采用Oustaloup滤波算法实现分数阶微积分运算.应用MATLAB/Simulink仿真软件对控制策略进行验证,分析了系统开环增益、伺服阀固有频率和阻尼比、动力机构固有频率和阻尼比等参数摄动时的跟踪效果.仿真结果表明:所提控制策略有效提高了电液位置伺服系统的跟踪精度,抗参数摄动能力较强,鲁棒性较好.

基于PLC的专家PID控制算法在精密压药液压机控制系统中的应用

为了使精密压药液压机控制系统的性能满足军工炸药压制工艺的要求,提出了一种基于PLC的专家PID控制算法。给出系统的控制原理,并将增量式PID控制算法与专家控制器结合通过PLC实现对系统压力的控制。常规PID算法和专家PID算法在实际运行中的结果表明:基于专家PID控制算法的系统压力控制精度高、响应速度快、超调小、抗扰动性能强、鲁棒性好。

遗传算法优化模糊PID控制器在智能液压伺服控制系统中的应用

为了使大型轴流压缩机能够稳定工作,设计并实现了一个高效的专用智能液压伺服控制系统。该系统采用双核处理器协同工作,位置变送器的位置信号作为反馈信号,液压伺服油缸作为执行元件。系统通过遗传算法优化模糊PID控制器,采用闭环负反馈结构实现对液压伺服油缸位置的稳定控制。克服以往在不同的应用场合下,都需通过专家经验整定PID参数的缺点。仿真及系统测试结果表明,该系统具有良好的稳态性能和动态品质,自适应鲁棒性强等优点。

PID在液压升降平台同步控制中的应用

该文对PID控制技术及其几种常见的算法进行了研究,分析液压升降平台的液压原理及其工作特性,自动化控制系统将几种PID算法组合起来,控制电磁比例阀,实现液压升降平台多油缸的同步工作。

PID、Fuzzy及Fuzzy-PID算法在液压同步系统中的应用比较

介绍了三种控制算法在液压同步系统中的应用和比较。以电液同步系统为研究对象,建立系统的数学模型,用Matlab/Simulink工具建立PID、Fuzzy和Fuzzy-PID三种控制算法和系统仿真模型,对系统进行单位阶跃信号仿真研究比较分析。三种控制算法各有优缺点,但实际使用中都能够满足基本控制要求,控制效果较优。

基于遗传算法的电液位置伺服控制系统PID参数整定

为了改善电液伺服位置系统的控制性能,本文采用了传统遗传算法对相关PID参数进行寻优整定。通过仿真工具SIMULINK和实际试验表明,控制系统既有较快的动态响应,又有较高的稳态精度。

基于模糊PID的开式径向变量柱塞泵控油压机系统特性实验研究

传统的大型油压机的传动系统效率和控制精度较低。在节能降耗、低碳环保的理念下,高精度泵控技术与高性能油压机控制系统的融合问题,目前已经得到了业界的广泛关注。为了提高开式径向变量柱塞泵控油压机系统的位置控制精度,设计了自适应模糊PID控制策略,并对不同工况下的快锻系统特性进行了研究。首先,建立了数字控制增强型径向柱塞泵、开式泵控非对称缸的数学模型,推导了开式径向变量柱塞泵控油压机系统的数学模型,并设计了自适应模糊PID控制器;然后,通过AMESim-Simulink联合仿真,对不同工况下带载快锻系统的控制特性展开了仿真研究;最后,依托0.6 MN泵控油压机实验测试平台,验证了自适应模糊PID的有效性以及快锻系统的控制特性。研究结果表明:在快锻频率为1 Hz、行程为20 mm、负载为1.2×10^(5)N和快锻频率为0.5 Hz、行程为40 mm、负载为2.0×10^(5)N的2种工况下,开式径向变量柱塞泵控油压机引入自适应模糊PID控制系统后,其具有运行平稳、响应迅速的特点,且位置精度误差均小于0.5 mm。上述结果验证了开式径向变量柱塞泵控油压机联合仿真模型的正确性和控制器的有效性。

基于遗传算法和Vague集的液压位置控制系统自适应PID控制

在被控对象模型精度不高的情况下,设计了一种自适应PID控制方法,提高其鲁棒性,以确保系统的响应具有最优的动态性能和稳态性能。该方法在常规PID控制的基础上,引入智能技术,在线实时调整PID控制器的3个参数。该控制器主要由3部分构成:一是采用遗传算法优化模糊推理规则;二是精确的Vague集推理规则表;三是基于Vague集相似度量的自适应PID控制。仿真结果表明,该控制方法响应速度快,稳态精度高。

基于免疫神经网络的双缸液压机同步PID控制

为了提高双缸锻造液压机的同步运动控制精度,设计了免疫神经网络PID控制器。分析了双缸锻造液压机同步控制系统原理,建立了阀控液压缸数学模型;针对传统PID控制器不具有参数自适应整定的缺陷,使用免疫算法对系统状态进行监测,根据系统状态实时调整PID参数,使PID控制更具有时效性和有效性;免疫算法中抗体抑制调节函数的构建精度极大影响控制精度,鉴于BP神经网络对非线性函数的无限逼近能力,使用BP神经网络逼近抗体抑制调节函数;经仿真实验验证,设计的免疫神经网络PID控制器具有超调量小、同步跟踪误差小、鲁棒性高等优势。

四柱式液压机双缸“串并联”同步控制结构研究

为提高四柱式液压机同步控制系统控制精度,在建立系统数学模型基础上,利用蚁群算法优化了系统中PID控制器参数。基于“串联型”和“并联型”同步控制结构在MATLAB/Simulink中进行了仿真研究,为了验证两种同步控制结构的实际控制性能,在四柱式液压机试验台上进行了试验研究。结果表明:“并联型”同步控制结构相比“串联型”同步控制结构最大同步误差减小了80.649%,稳态同步误差减小了30.303%,可以看出“并联型”同步控制结构对于最大同步误差和稳态同步误差的控制效果优于“串联型”同步控制结构,因此,“并联型”同步控制结构更能满足四柱式液压机对于双缸同步控制精度的要求。

锻造液压机双缸同步控制系统研究

针对锻造液压机双缸同步系统控制精度不足的问题,提出了一种采用误差反馈的同步控制结构。在建立同步控制系统数学模型基础上,对传统的串联型和并联型同步控制结构进行改进,并利用遗传算法对系统中PID控制器参数进行优化分析。最后将该控制结构仿真结果与串联型、并联型控制结构仿真结果进行对比,研究结果表明:在最大同步误差、达到稳态同步误差的调整时间等方面,采用误差反馈的同步控制结构均优于传统的串联型、并联型控制结构,能够满足锻造液压机同步控制性能要求。

基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制的研究

为了适应电液伺服系统的非线性特征,提高它对期望位置跟踪的准确性,提出基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制方法。在对电液伺服系统进行建模的基础上,分析其工作过程,并得出伺服阀内流量的连续方程以及活塞的运动方程,建立了电液伺服系统中伺服阀的一阶模型。通过分析PID控制器,构建了鲁棒性能较好的分数阶控制器,加入了调节参数,以更好地调节控制系统的动态特性。采用遗传算法对分数阶控制器的相关参数进行调整,使其能够更好地适应电液伺服系统的非线性特征,从而控制电液伺服系统准确地对期望位置进行跟踪。实验中利用设计的分数阶控制器对阶跃以及正弦期望位置轨迹进行跟踪,以测试其控制性能。从测试结果可见:相对于粒子群控制器,采用分数阶控制器跟踪阶跃和正弦期望位置轨迹时,产生的最大超调率分别减少了7.56%和8.75%,说明设计的分数阶控制器能够较好地控制电液伺服系统对期望位置轨迹进行跟踪。

液压挖掘机铲斗位置控制系统研究

为提高液压挖掘机铲斗位置控制性能,在建立铲斗位置控制系统开环传递函数基础上,分别采用蚁群算法和模糊算法进行铲斗位置PID控制器参数优化,并仿真比较了2种算法优化的系统响应性能和抗干扰性能。仿真结果表明:相比模糊算法,在加随机干扰力和不加随机干扰力2种情况下,基于蚁群算法的系统对于阶跃信号的超调量、调整时间、稳态误差等指标均降低;对于正弦信号的最大跟踪误差、平均跟踪误差均缩小5%以上。

等温挤压的实现方式与控制算法

提出了一种使挤压液压机实行等温挤压的双闭环串级控制方案和控制算法，讨论了串级策略的设计要点。

电液位置伺服系统的复合控制

针对典型的电液位置伺服系统,将PID控制与重复控制相结合,设计了一种复合控制器。其中,PID控制采用遗传算法对其参数进行优化。计算机仿真表明,复合控制器的应用改善了系统的动态性能,比单纯的应用经典PID控制取得了更好的周期信号跟踪效果。