基于行为的模糊PID控制器

针对现有模糊PID控制器较PID控制器虽有良好控制效果但却难以进行系统分析和基于实际情况进行改进的缺陷,作者提出基于行为的模糊PID控制器,不仅保留了其控制性能上的优点,而且弥补了其分析和改进方面的缺陷. 在建立基于行为的模糊PID控制器后,作者对该模型进行了分析.仿真实验说明该模型较现有模糊PID的优势.     

基于行为的模糊PID控制器

现有的模糊PID控制器虽有较好的控制性能,但由于该模型的结构固定,其性能难以得到进一步改进.因此,本文作者才提出了基于行为的模糊PID控制器.这个新的模型不仅保留了现有的模糊PID控制性能上的优点,而且弥补了其性能改进方面的缺陷. 此文首先介绍现有的模糊PID控制器并分析其不足,然后提出基于行为的模糊PID控制器,最后进行基于行为的模糊PID控制器的仿真试验.仿真结果显示,基于行为的模糊PID控制器较之现有的模糊PID控制器有更好的控制性能.     

基于FPGA的模糊PID控制器实现

在研究了数字PID的硬件串行与并行实现方法的基础上,对PID控制器的并行实现方法上进行优化,实现在保证快速性的前提下,减少硬件资源.在模糊控制器的FPGA的实现方面,研究了联合MATLAB的间接设计方法,通过MATLAB的模糊工具箱的GUI界面中的修改隶属度函数与模糊控制规则表得到整定参数.最后将模糊控制器与经过改进后设计的PID控制器进行综合设计,实现了模糊自整定PID控制器.     

采用改进模糊PID控制的串联机械手追踪误差研究

针对串联机械手运动角位移跟踪误差较大问题,提出了改进模糊PID控制方法。创建串联机械手简图模型,给出机械手动力学方程式,设计了模糊PID控制系统。引用粒子群算法并对其进行改进,采用改进粒子群算法优化模糊PID控制器,将改进模糊PID控制器用于控制串联机械手角位移变化。采用Matlab软件对串联机械手角位移跟踪误差进行仿真验证,并且与传统PID控制器和模糊PID控制器仿真结果形成对比。仿真结果显示,串联机械手采用PID控制器和模糊PID控制器,其角位移跟踪误差较大,而采用改进模糊PID控制器,角位移跟踪误差较小。串联机械手采用改进模糊PID控制器,可以提高控制系统的稳定性,削弱机械手的抖动现象。     

用简化模糊规则数的方法设计模糊PID控制系统

在对常规模糊控制器和PID控制器研究的基础上,提出了一种最简单的模糊PID控制系统。该系统基于T S模型,借助于线性系统理论解决非线性系统设计中的问题,用2个二维的模糊控制器或二维模糊控制器加上积分环节来替代三维模糊PID控制系统,大大简化了模糊PID控制系统的设计。仿真结果表明,这种模糊PID控制系统结构简单,规则数少,稳定性高。     

用简化模糊规则数的方法设计模糊PID控制系统

在对常规模糊控制器和PID控制器研究的基础上，提出了一种最简单的模糊PID控制系统。该系统基于T-S模型，借助于线性系统理论解决非线性系统设计中的问题，用2个二维的模糊控制器或二维模糊控制器加上积分环节来替代三维模糊PID控制系统，大大简化了模糊PID控制系统的设计。仿真结果表明，这种模糊PID控制系统结构简单，规则数少，稳定性高。     

模糊PID改进算法在热重分析炉温度控制中的应用

为了解决热重分析仪器反应迟钝、不能线性控温等问题,提出了一种模糊PID改进算法.首先设计对应的模糊PID控制器来进行温度的控制,其次借助于ANSYS软件建立炉温度场模型,分析得出炉温受加热功率、燃烧物放热等因素的影响.为了能更加精准地进行温度控制,对控制器进行了改进,加入了非线性校正参数αt和燃烧放热补偿参数uq.经过Matlab/Simulink仿真实验并与传统的控制器进行对比分析,改进的模糊PID控制器调节时间缩短了19.8s,超调量减少了0.92,能较为有效地解决热重分析设备反应迟钝、温度非线性等问题.     

磁悬浮系统的模糊PID控制器设计

基于GML1001磁悬浮实验装置设计了一个模糊PID控制器.该控制器利用传统的PID控制器和模糊控制器相结合形成,能根据系统偏差的大小、方向以及变化趋势等特征,依据模糊规则库做出模糊推理,能自动调整PID参数,可达到更加满意的控制效果.利用设计的模糊自适应PID控制器,对磁悬浮控制系统中钢球的悬浮位置实现了精确的控制.实验结果表明,模糊自适应PID控制器可以使磁悬浮控制系统拥有较好的稳态和动态性能.     

PID和模糊逻辑控制器控制直流电动机的性能比较

为比较比例积分微分控制器和模糊逻辑控制器控制直流电机的性能,本文从构建直流电机的数学模型入手,分别对传统的PID控制器、Ziegler-Nichols（Z-N）回路整定技术调整PID控制器和模糊逻辑控制器控制直流电机的性能进行了实验仿真。结果表明,与传统的PID控制器、Z-N回路整定技术调整PID控制器相比,模糊逻辑控制器具有更好的控制效果。     

遗传算法优化的无刷直流电机模糊PID控制器设计

设计一种基于遗传算法优化的模糊PID(比例-积分-微分)控制器GFPC（genetic algorithm based fuzzy PID controller）, 以提高无刷直流电机的工作稳定性. GFPC通过模糊控制器整定PID的比例、积分和微分系数, 并采用改进的遗传算法对模糊控制器的隶属度函数和模糊规则进行优化, 以改善无刷直流电机的控制效果. 通过对比实验对该方法进行测试, 结果表明, GFPC具有更好的稳态性能和动态品质, 且自适应能力与鲁棒性更强.     

模糊PID无源稳定性分析

分析了非线性控制中经常使用的无源稳定性定理．介绍了模糊PID控制器的构造、实现以及与传统PID控制器的关系．将无源稳定性定理应用到传统PID控制器稳定性分析中，推导出PID控制参数的要求．最后利用模糊PID控制器与传统PID控制器的联系，进一步推算出符合稳定性要求的模糊PID控制器设计规则．给出具体实例，验证模糊PID系统稳定的参数范围．     

模糊自整定PID控制器参数的设计

根据PID控制器的特点以及PID参数对过渡过程的影响，将模糊控制技术引入到PID控制器参数的自整定过程中，将PID控制和模糊控制结合起来，使控制质量大为提高，有一定的实用价值。     

基于一种新的控制规则基础上的模糊自适应整定PID控制器的设计

提出一种参数自整定模糊自适应PID控制器。利用模糊逻辑控制实现了PID控制器参数在线自调整，进一步完善了PID控制器的性能，系统的响应速度加快，调节精度提高(调整时间拈从2秒缩短到0．33秒)，稳态性能改善，没有超调和振荡，具有较强的鲁棒性。并把MATLAB6．2中的Fuzzy Logic Toolbox和SIMULINK有机结合起来，方便的实现了该模糊自适应PID控制系统的计算机仿真，拓宽了Fuzzy Logic Toolbox和SIMULINK的应用范围。     

基于滞后时间削弱器的模糊PID控制系统设计与仿真

针对大滞后对象控制难以及其PID参数整定难的问题,提出一种有效控制大滞后对象的方法.首先利用滞后时间削弱器将大滞后对象演变成小滞后的等效对象,然后用模糊控制对PID参数进行在线自整定,即构成模糊PID控制器,进而对小滞后的等效对象进行自适应控制.仿真结果表明,该控制系统与常规PID控制系统相比,具有良好的动、稳态特性和较强的抗干扰性、鲁棒性.     

一种基于遗传算法的单神经元PID控制器参数优化

文章分析了神经元PID控制器存在的问题,提出了一种用遗传算法对单神经元控制器进行参数寻优,并利用种群数N和交换概率Pc逐次递减的方法来提高计算效率和收敛速度,在搜索空间内获得全局最优点的方法。试验仿真结果表明,基于遗传算法的单神经元PID控制器参数优化方法能获得很好的控制效果。     

基于改进型蚁狮算法的PID控制器参数优化

由于被控对象往往具有高阶非线性等特点,传统PID( Proportion Integration Differentiation) 控制器参数整定方法容易使控制器出现超调、震荡、性能变差等缺陷。为此,提出运用将蚂蚁和蚁狮的移动步长进行改进的蚁狮算法对参数进行优化,通过其互动关系,选择最佳蚁狮位置确定控制器参数,并与改进前蚁狮算法及其他优化算法进行了对比。仿真结果表明,基于改进型蚁狮算法的PID 控制器具有较好的性能指标,相比于改进前蚁狮算法、遗传算法和粒子群算法,该算法具有较高的系统控制精度,以及较短的响应时间等优点,且算法实现更加简单,证明了该方法对于优化PID 参数具有优越性和有效性,为PID 控制器的参数优化提供了参考。     

一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计

针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法.采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数.当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致性能下降甚至出现稳定性问题,同时PID算法中的积分作用也可能出现饱和现象.改进的方法基于输入-输出观测数据和输入约束信息,在PID控制环节后串联一个类似抗积分饱和的环节,适应控制器输出过大需要限定的客观要求.通过控制器结构设计和仿真,演示了改进方法的有效性.     

PID Controller Stabilization for First-order Integral Processes with Time Delay

Due to the widespread application of the PID controller in industrial control systems, it is desirable to know the complete set of all the stabilizing PID controllers for a given plant before the controller design and tuning. In this paper, the stabilization problems of the classical proportionalintegral-derivative （PID） controller and the singleparameter PID controller （containing only one adjustable parameter） for integral processes with time delay are investigated, respectively. The complete set of stabilizing parameters of the classical PID controller is determined using a version of the Hermite-Biehler Theorem applicable to quasipolynomials. Since the stabilization problem of the singie-parameter PID controller cannot be treated by the Hermite-Biehler Theorem, a simple method called duallocus diagram is employed to derive the stabilizing range of the single-parameter PID controller. These results provide insight into the tuning of the PID controllers.     

基于改进模拟退火算法的二自由度PID控制器设计

通过分析传统二自由度PID控制器参数整定过程中存在的不足,结合模拟退火算法的特点,提出了一种改进的模拟退火算法,并将其成功地应用于二自由度PID控制器的参数优化设计.仿真结果表明,所设计的二自由度PID控制器同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.在隧道式炉二自由度PID控制系统设计中获得了良好的控制效果,从而说明了该方法的有效性.     

基于遗传算法优化的神经网络PID控制器

对于参数可变的时变系统和非线性复杂系统,常规PID控制器不能获得理想的控制效果,针对复杂非线性对象的神经网络PID控制不失为1种有效的控制策略．根据神经网络初始权值的选取影响控制器性能的特点,提出了基于遗传算法优化参数的神经网络PID控制器,实现了基于实数编码的GA参数优化．仿真结果证明了该算法的有效性。