模糊PID复合控制算法改进及应用

针对常规模糊PID复合控制算法的不足,在分析了其控制特性后,提出了相应的改进算法.采用基于梯形隶属函数的模糊切换算法以及基于变论域和仿人智能思想的量化因子和比例因子的在线自调整算法实现了自适应模糊PID复合控制,并将此改进算法用于PCR芯片智能温度控制系统中,使控制系统获得了良好的动态特性和稳态性能、较强的鲁棒性及适应性.实验结果表明,其控制品质远优于常规模糊PID控制和基本模糊控制.     

交流伺服系统多模协调控制策略研究

提出了基于模糊控制和PID控制的多模智能协调控制策略.该控制器充分利用了模糊控制和单神经元自适应PID控制的优点,并将其应用于交流伺服系统.同常规切换控制相比,它把点切换改为相对平滑的智能切换,大大提高了伺服控制的动、静态性能.仿真结果表明,该控制器可以有效地抑制负载变化和各种干扰对系统的影响,能满足系统设计要求.     

基于FPGA的增量式PID智能湿度控制器的设计

该设计运用增量式PID算法在FPGA内实现智能湿度控制系统中的控制核心模块。增量式PID算法相比传统的PID算法具有计算误差对控制量影响小,手动自动无冲击切换,可靠性高等优点。且基于FPGA进行硬件电路设计方法相比对单片机采用软件编程的方法来实现PID控制在控制精度、速度、稳定性等多个方面具有不可比拟的优势。     

自治切换混杂系统优化控制研究与实现

研究了比受控切换具有更多参数约束的自治切换混杂系统优化控制问题.给出了优化控制的数学模型和计算泛函极值的必要条件,提出了一种可以解决多个切换时刻的综合极大值原理算法,能给出问题的全局最优解,可以使搜索尽可能好地指向极小点,同时避免直接求解目标函数偏导产生的大计算量,并对算法的收敛性进行了研究.仿真实例验证了该自治切换混杂系统优化策略的有效性.     

多模式驱动的机器人关节控制器设计及实验

建立了基于直流电机的系统模型,提出了基于PID的闭环反馈控制策略和基于时间或电流的切换控制方法.然后,借助Matlab/Simulink软件分别进行了位置控制、力矩控制及二者切换的仿真,并进行了关节驱动控制系统的软硬件设计.最后,通过实验对所提方法进行了验证与分析.仿真和实验结果表明:所设计的关节控制器,能够实现位置控制、力矩控制功能.在位置控制模式下,影响其响应速度的因素主要是驱动系统硬件.在力矩控制模式下,影响其响应速度的因素主要是PID参数,且当PID参数Kp,Ki,Kd分别为0.2,0.325,3.0时,系统具有较好的响应特性.位置控制与力矩控制2种模式间可基于时间和电流进行稳定的切换.该关节控制器能够应用于机器人关节驱动系统,实现关节的驱动与灵活的控制.     

一种基于增量式数字PID算法的智能温度控制器

阐述了一种基于增量式数字PID算法的智能温度控制器的实现,并对数字PID算法及硬件方案的实现进行了分析。通过软硬件的设计,完成了PID控制算法在温度控制系统中的应用。对温度控制进行了LabVIEW仿真测试,仿真结果表明,基于增量式数字PID算法的智能温度控制器具有较好的控制效果和较高的准确性。     

混杂系统方法及其在过程控制中的应用

借鉴混杂系统思想，提出一种方法用以设计含离散性质的过程控制系统。在总结混杂系统概念及其应用背景的基础上，分别利用自动机和Ｐｅｔｒｉ网两类工具建立常用的混杂系统框架结构，讨论了控制算法；为应用该方法解决这类过程控制系统的设计问题，总结了混杂系统方法原理，并结合两个实例给出应用说明。应用设计表明，该方法与常规控制相比，有机地集成了离散事件控制，丰富了过程控制策略。     

基于改进PSO的智能车辆转向自适应PID控制

针对智能车辆转向系统的复杂,非线性和时变性,提出了基于改进粒子群算法的自适应PID控制,在该控制系统结构中,采用改进粒子群算法获得PID参数在线调整的信息,完成PID控制器参数的在线自整定,实现智能车辆转向的智能控制.实验结果表明,与常规的PID控制方法相比,该方法具有较高控制精度,较强的自适应性和鲁棒性,完全可适用于智能车辆转向系统的控制.     

基于模型的高压共轨柴油机轨压控制

为满足新型低温预混合燃烧柴油机燃烧模式切换时的瞬态轨压控制的要求,在结合传统PID控制算法的基础上,提出了一种基于模型的共轨轨压控制结构。通过建立包括轨道、喷油器、高压泵和ECU(engine control unit)驱动特性的共轨系统的前馈物理模型,配合燃油泄漏补偿模块,并应用控制质量评估和切换策略,使得该方法不仅结合了传统PID算法稳定可靠的优点,还具有响应快、不超调以及标定简单等新特点。实验结果表明:该控制算法明显改善了瞬态过程中的轨压控制精度并能保证控制系统在实际应用中安全稳定的要求。目前该算法已应用于中国新一代低温预混合燃烧柴油机产品样机的开发。     

模糊+PID控制在换热器进水流量控制研究

为了实现对换热器进水流量控制,通过对换热器系统的动态结构进行分析研究,得到了换热器系统的动态数学模型。进口水流量的数学模型是与水位高度的平方成正比的一个关系式,利用动态结构图来对其进行构造;在进口水流量控制中,设计一个模糊控制器和PID控制器,通过设定阈值,实现自动切换机制,可将模糊控制+PID控制自动进行最优工作。经过试验表明,该控制系统算法精度高,响应时间快,稳定性好。     

HEV自动膜片弹簧离合器转矩跟踪PID控制

在同轴并联混合动力系统和自动膜片弹簧离合器数学建模的基础上,提出一种包含Kalman滤波器、串级变参数PID控制器的自动膜片弹簧离合器转矩跟踪控制策略,设计了变参数转矩环比例控制器,对行程环PID控制参数进行了优化整定,对HEV模式切换过程中,离合器传递转矩的跟踪控制进行了仿真和试验研究.结果表明,所提出的离合器转矩跟踪控制策略具有良好的效果.      

多模型自适应PID解耦控制器

对于一类非线性、强耦合、离散时间系统,提出了基于多模型的多变量自适应PID解耦控制策略,取消了系统平衡点参数已知的条件.控制策略包括一个完全自适应PID解耦控制器,一个参数重赋值自适应PID解耦控制器,多个参数固定PID解耦控制器和一个切换机制.理论分析表明,通过合理地选择切换函数,自适应PID控制器保证系统BIBO稳定,参数重赋值自适应PID控制器和参数固定PID控制器改善系统性能.     

基于气动人工肌肉的混合位置跟踪控制

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一个带有自适应模糊小脑模型（Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC）在线逼近的离散趋近律滑模混合控制器.该混合控制器中离散趋近律滑模策略产生控制器的输出;自适应模糊CMAC用以逼近气动人工肌肉系统中的不确定项.CMAC网络权值的在线学习调整保证了自适应模糊CMAC的逼近性能.对离散抗饱和PID控制器（DASPID）与自适应模糊CMAC离散滑模混合控制器（HybridC）的位置跟踪控制性能进行了对比实验.实验结果表明,HybridC较之DASPID有更好的位置跟踪控制性能.当期望参考输入为正弦信号时,DASPID的最大位置跟踪误差为±15 mm;而HybridC的最大位置跟踪误差仅为±07 mm,平均位置跟踪误差大约仅为±02 mm.并且,离散滑模所固有的抖振现象得到了有效的抑制.     

混合动力汽车电子节气门控制研究

研究混合动力车用电子节气门控制策略. 分析了混合动力车用电子节气门的结构和数学模型,提出了电子节气门的PID控制和基于趋近律的滑模变结构控制策略,建立了电子节气门的Matlab模型并对两种控制策略进行了仿真. 开发了基于这两种控制策略的控制器,并在某ISG混合动力汽车上进行了试验. 结果表明,滑模控制消除了PID控制中出现的"平顶"现象,且响应更快,鲁棒性更强.     

基于运行模式切换的多能源系统的混合控制

为了实现具有高度灵活性的智能控制策略,以提高多能源系统的稳定性、安全性和自愈能力,文中提出了基于分布式能源运行模式切换的分层混合智能控制。对应于系统的混合动态行为,分层混合控制由上层的离散控制策略、下层的本地连续控制器和它们之间的相互作用组成。上层离散控制策略主要负责切换操作模式,以增强遭遇重大干扰时的安全性和自愈能力。下层连续控制的目的是调节各被控单元的动态稳定性,以获得满意的性能。通过仿真实例验证了该混合控制方法的有效性。     

无刷直流电机转速智能混合控制器设计

提出一种传统PI(比例 积分)结合自适应模糊PID(比例 积分 微分)的智能混合控制器, 以提高无刷直流电机转速跟踪和动态适应能力. 该控制器通过开关函数根据转速误差在稳态的PI控制器和瞬态的自适应模糊PID控制器之间灵活切换. 自适应模糊PID包含两级模糊逻辑控制器: 一级模糊逻辑控制器自适应调节PID增益; 二级逻辑模糊控制器对一级模糊逻辑控制器的缩放因子自动调节. 在MATLAB/Simulink环境下进行仿真测试, 测试结果表明, 相比于传统PID和模糊PID控制器, 智能混合控制器在各种条件下的转速响应、 稳态误差和超/欠调量等均有较大改善, 表明其具有更好的鲁棒性、 抗干扰性和动态适应能力.     

基于递归神经网络的多变量系统预测控制

针对线性PID控制器系数难以整定的问题，构造了一种用神经网络实现的非线性PID控制器．多个具有相同结构的非线性PID控制器并联，对多变量系统实现解耦控制器．结合预测控制的思想，提出两种控制方案．第一种是在递归多步预测的基础上，在广义最小方差目标函数下实现控制，第二种利用多步预测目标函数在线修正解耦控制器的权值．仿真实验表明这两种方法的有效性．     

考虑推力陷阱的组合动力飞行器切换控制方法研究

针对组合动力飞行器动力切换时的推力陷阱问题,提出了一种考虑推力陷阱的组合动力飞行器切换控制方法。首先,针对组合动力飞行器正常飞行控制需求,基于超螺旋滑模控制方法,设计了正常飞行控制器,从而实现飞行器受扰动情况下的有限时间稳定跟踪参考指令;其次考虑组合动力飞行器动力切换引起的推力损失带来的控制约束,设计了输入约束控制器,实现模态转换阶段跟踪误差有限时间收敛的同时减小推力需求;然后考虑正常情况及模态转换阶段控制器的结合,设计了组合发动机软切换控制方法;最后通过仿真验证了所设计的控制器能够有效规避推力损失现象,并且能够有效保障切换控制系统的稳定性及鲁棒性。     

固定床反应器基于改进混合模型的串级推断控制

提出了非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制策略。道德提出了邻二甲苯氧化非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的推断估计器;然后设计了基于新型非线性自适应控制算法的副控制器和基于程序变增益ＰＩＤ的主控制器,同时设计了新型非线性滤波器以解决该反应器主回路比副回路响应快的问题;最后建立了该固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制系统。仿真结果表明该推断估计器具有良好的静态、动态     

机器人多模型反演滑模控制策略研究

针对机器人工作环境的改变对系统模型产生的影响问题, 提出了一种机器人多模型反演滑模控制策略。对传统多模型控制的PID(Proportion\|Integral\|Differential)型切换指标进行了改进, 形成带权值和遗忘因子的PID型切换指标, 使切换指标更具实时性。不同于采用先前的估计虚拟控制输入作为当前控制输入, 引入滑模面作为虚拟控制输入, 消除了机器人运动模态的导数项, 简化了控制率, 然后利用Lyapunov直接法保证稳定性。仿真结果验证了所设计的控制策略的有效性。