恒压供水系统模糊PID控制策略研究

恒压供水系统模型为带有滞后环节的一阶惯性系统,系统参数会随着外部环境影响而变化,因此常规PID控制算法达不到很好的控制效果.针对这种情况,采用模糊PID控制算法,通过在PID算法的前端引入模糊控制算法,实时在线调节PID算法中的比例系数、积分系数和微分系数.MATLAB仿真结果表明,与常规PID控制算法相比,采用模糊PID控制算法具有响应速度快、超调量低、稳定性好的优点.     

家用变频空调温度模糊控制算法研究

在家用变频空调的温度控制策略上选择模糊控制算法,并进行了设计.通过分析其缺点,给出了改进后的参数自调整模糊控制器的设计.利用Matlab软件进行仿真,结果表明,该控制方案在调节时间、控制精度等方面的性能均优于常规的模糊控制算法和PID控制算法.结合模糊控制与PID控制算法各自的优点,最终选定了参数自调整的模糊与PID调节混合控制的方案.     

灰色预测模糊自调节PID控制器及其仿真

结合灰色预测、模糊自调节与传统PID控制的设计思想,提出灰色预测模糊自调节PID控制算法.该算法用系统输出误差和系统输出预测误差合成的综合误差作为PID控制器的输入,同时模糊自调节系统又能根据综合误差及其变化率来调整PID参数.仿真结果表明,与模糊自调节PID控制器相比,该控制器具有良好的动态性能和鲁棒性.     

基于免疫调节机制的参数自整定模糊控制器设计

为进一步解决常规模糊控制算法存在的控制器参数不能在线调整、稳态精度较低等问题,提出一种基于免疫系统调节机制的参数自整定模糊控制算法。该算法在动态调节阶段借鉴生物免疫系统调的T细胞反馈调节机制来整定控制器参数,以获得较优的控制系统动态性能;稳态调节阶段利用免疫系统抗原提呈原理,将控制偏差视为抗原并进行非线性处理,同时微调控制器参数以提高模糊控制器的灵敏度,从而克服常规模糊控制器稳态精度不高的缺陷。为检验免疫模糊自整定控制算法的控制效果,将改进后的算法应用于生物反应器的非线性温度控制对象。研究结果表明:相比于常规模糊控制算法和PID算法,免疫模糊自整定控制算法具有较好的控制效果和较强的抗干扰能力。     

基于模糊自适应PID控制的水电站有功功率调节

水电站机组的有功功率调节主要通过控制机组的调速器系统来实现，本文以金沟河二级水电站为例提出了模糊自适应PID控制水轮发电机组有功功率调节的模式，根据有功功率偏差和有功功率偏差变化率进行PID参数的在线自整定，通过对调节系统分别采用常规PID控制和模糊自适应PID控制进行仿真实验。分析对比结果表明，采用模糊自适应PID控制对水电站有功功率的调节与常规PID控制相比，其上升时间短，超调量小，调节时间短等调节参数，明显优于常规PID控制。     

一类基于PID控制的新型模糊控制方法

研究了一类基于模糊规则的变参数 PID控制方法 .对于模型未知对象 ,常规 PID控制器参数的调节一般要基于一些语言信息的经验知识 ,这对 PID参数的调节带来一定的困难 .模糊控制在处理语言信息方面具有一定的优势 ,因此将模糊控制和 PID控制方法相结合组成一种复合控制器的设计是可行的 .采用 TS模糊模型 ,给出了一类给予模糊规则的变参数 PID控制器的设计 .这种控制方法兼备模糊控制与 PID控制优点 ,具有广泛的应用价值     

基于模糊PID控制算法的汽车制动系统

以汽车制动力学方程为基础,设计了参数模糊PID控制器,对参数模糊PID控制算法在汽车制动系统中应用进行研究.该控制算法补充了常规PID、逻辑门限制控制算法的不足.仿真结果表明,该参数模糊控制系统能够达到预期效果,制动时间比模糊控制快0.17 s,比常规PID快0.51 s,制动距离比模糊控制短1.475 m,比常规PID控制短5.59m,并在不同的环境参数下具有较强的自适应能力.     

参数自调节模糊PID控制在胎面联动线直流调速系统的应用研究

在胎面联动线中,应用模糊智能控制与常规PID控制相结合的方法,通过对基于参数自调节模糊PID控制的双闭环直流调速系统进行模拟仿真,证明了其响应速度相对于常规PID控制系统有明显的改善,并克服了常规PID控制自适应、自调节能力差的缺点。     

基于模糊PID算法的净化空调监控系统

设计了基于模糊PID(比例积分微分)算法的药厂净化空调监控系统,该系统主要分为上位机、下位机、现场仪表和控制算法四个部分.上位机采用工业上常用的工控机,并使用组态王6.51进行软件编程;下位机使用西门子S7-200PLC及其扩展模块,并配以MT6070ih触摸屏进行操作,同时采用模块化的方法进行编程;现场仪表主要由JWSL-5ATD温度、湿度传感器、EE65风速变送器和ML7420A阀门执行器组成.设计了基于模糊控制和PID控制相结合的模糊PID控制算法,在PID控制的基础上,通过模糊规则进行模糊推理,查询模糊矩阵表进行参数自整定,从而实时调整PID各项参数,达到对系统的精确控制.运行结果显示:该系统与常规PID控制相比,超调量降低了9.1%,同时系统的调节时间减少了13.2%,大幅度提高了控制效果.     

基于模糊PID算法的回转窑控制系统改造

针对某公司镍冶炼系统PID控制器依靠人工操作经验进行参数整定从而导致冶炼过程不稳定的问题,在传统增量式PID控制算法的基础上,基于模糊控制理论将回转窑控制器设计改造成一种新的变速积分模糊PID控制器,并给出了镍铁回转窑PID控制器的结构和PID参数的详细整定方法,在设计中,比例系数Kp、微分系数KD用模糊方法进行自整定,而积分参数KI采用变速积分PID算法进行调节.通过在MATLAB环境下对该模糊PID控制器进行仿真,验证了该算法是有效的.     

巡飞弹舵机模糊控制算法研究

为了解决传统的舵机控制模式和算法不适用巡飞弹舵机控制器的问题,提出一个舵机控制器控制三片舵机的控制模式,以及采用电流环、速度环和位置环的三环控制算法实现了舵机位置伺服功能. 对关键的位置环采用模糊PID参数自整定算法,并采用Matlab模糊控制工具箱进行在线仿真.结果表明,该算法能够很快的根据输入信息实时地精确调整PID参数值,可以解决巡飞弹舵机调节参数困难的问题.     

基于四轴飞行器的双闭环PID控制

针对传统单闭环PID控制四轴飞行器存在的问题,设计并实现了一种双闭环PID控制算法。在姿态PID控制中,角度作为外环,角速度作为内环,运用姿态解算计算出欧拉角,作为姿态PID反馈量,进行姿态双闭环PID控制;在高度PID控制中,高度作为外环,z轴加速度作为内环,运用气压传感器采集的大气压值计算出高度,作为高度PID反馈量,进行高度双闭环PID控制。由于油门存在非线性问题,因此运用Matlab对油门转速曲线进行补偿,使输出的油门值近似线性化。飞行实验结果表明,四轴飞行器运用双闭环PID控制不仅反应快、超调量小,而且能够在室外稳定地飞行。     

基于遗传算法优化的双回路模糊控制倒立摆系统

通过遗传算法、模糊控制、PID的结合,对直线一级倒立摆的平衡控制问题进行了优化控制。首先用牛顿-欧拉法建立倒立摆的动力学模型,得出系统的传递函数和状态空间表达式,分析系统的稳定性和可控性。以此为基础,先设计了PID单回路和双回路控制器;然后用遗传算法优化PID参数;再用优化的参数设计双回路模糊PID控制器;并用MATLAB对系统进行了仿真。纵向和横向控制方法的对比分析表明:该方案控制效果最好,能同时控制角度和位移;其参数可在最优PID初值的基础上在线修改,实现最佳调整,使对象具有良好的静态和动态性能。     

基于遗传模糊免疫算法的PID参数整定优化研究

针对工业过程中的PID参数整定较难的问题,在分析模糊免疫算法的基础上,提出了一种遗传模糊免疫算法,用于在线整定PID参数。该算法用免疫反馈机理在线调整比例系数,模糊算法在线整定积分系数和微分系数。同时,该算法引用具有全局寻优特性的遗传算法优化免疫参数,克服了免疫参数选取不当而导致系统超调量较大、响应速度过慢的问题。针对工业过程中的无时滞过程、一阶惯性加时滞过程、二阶惯性加时滞过程、高阶系统过程,将该算法用于PID参数整定优化,并与模糊免疫算法、免疫PID算法、常规PID算法整定结果进行对比分析。仿真实验结果表明,遗传模糊免疫算法整定出的PID参数具有超调量小、调节时间短、抗干扰性强、鲁棒性强等优点,取得了较好的控制效果。     

基于变结构PID算法的河工模型尾门水位控制系统

在河工模型试验中,要复演天然河道水位的变化过程,模型尾部水位的控制尤为重要.根据河工模型试验要求,针对河工模型水位调整特点,设计了由PID控制器和参数自适应模糊PID控制器组成的变结构控制算法,可根据检测实际水位与要求水位的差别,调整尾门水位控制闸门的开闭速度及开闭度,既保证了水位调节的快速响应,也保证了水位控制的稳定性.     

基于变论域模糊PI四轮机器人的仿真与研究

针对四轮全向机器人运动过程中的稳定控制问题,以ARM嵌入式微处理器STM32F405为主控制器,提出了基于变论域模糊PI的稳定控制策略,实现了在线实时调整PI控制器的参数,提高了机器人整体的控制精度和鲁棒性。分别对常规PI算法和变论域模糊PI算法的机器人底盘电机进行仿真和实验。结果表明,基于变论域模糊PI控制的四轮机器人响应速度快、抗干扰能力强,能够更好的减小超调量,提高系统的动静态特性和鲁棒性。     

基于神经网络模糊PID的液压电梯速度控制研究

研究了液压电梯的神经网络模糊PID控制策略．针对液压电梯的非线性数学模型,采用模糊、神经和PID三者结合的方式控制电梯速度,利用神经网络在线调整PID的参数．由仿真曲线得出,神经网络模糊PID控制器在动态特性、跟踪特性以及鲁棒性等方面都具有明显的优势．该控制器闭环性能好,是一种理想的控制器．     

基于H∞反馈控制的网络拥塞流速控制器设计

摘要：为了解决网络在现代高速通信网络拥塞控制问题,本文采用频域设计方法,将不确定时滞系统转化为带有未建模动态边界的多不确定系统;根据鲁棒镇定及系统性能指标要求,将流量控制的网络拥塞控制设计问题转化为共同的工程混合敏感的应用问题,然后分析设计出了理想的H∞控制器。该文证明,采用频域设计方法的拥塞控制的H∞反馈控制器,可以实现防止拥挤和提高网络应用效率的目标。实例已表明,该方法简单易用。     

基于改进模糊PID的轮式机器人速度控制器设计

针对轮式机器人在行走过程中存在速度平衡超调较大与调节时间较长、速度平衡效果较差的问题,采用Matlab/Simulink与Carsim仿真软件建立轮式机器人四轮差速运动模型,对于无刷直流电机(BLDCM)系统,在原有模糊PID的基础上,结合抗积分饱和算法与变速积分算法,提出一种改进模糊PID控制的调速方法。仿真结果表明,通过抗积分饱和与变速积分算法改进后的模糊PID控制器与传统模糊PID控制器相比,在机器人速度平衡控制过程中,超调降低30%,调节时间降低33%,具有速度响应时间短、速度响应曲线波动小的优点。搭建了轮式机器人实验验证平台,实验结果表明,改进后的模糊PID控制调速方法的速度响应快,满足轮式机器人速度控制需求。所提设计可为轮式机器人速度稳定系统调试提供理论指导,并可应用于以速度调控为主导的控制系统。     

无刷直流电机的变论域模糊自适应PID控制系统设计

为了改善无刷直流电机的调速性能,针对普通模糊PID速度控制器的缺陷,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用.在Matlab仿真平台下,建立了BLDCM的模型,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制系统,其中转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器,电流环采用普通PID控制器.仿真结果表明,与常规PID控制器和普通模糊PID相比,采用变论域自适应模糊PID控制器的优势在于:转速输出无超调、响应速度快、控制精度高,具有较强的鲁棒性和自适应能力.