基于LabVIEW的模糊PID液位控制系统实现

液位控制是工业控制中的重要问题,针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点,设计一种参数自适应的模糊PID控制器,可以在线实现PID参数的调整。介绍了基于Lab VIEW的模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolkit),并利用该工具箱设计出模糊PID控制器并实现对三容水箱的控制实验。实验结果表明模糊PID控制算法与常规PID算法相比具有鲁棒性强和动态性能好等特点,该控制方法对于三容水箱类系统控制是有效的。     

三容水箱实验系统模型的建立

在三容水箱物料平衡的基础上，建立了系统方程，在平衡点对非线性函数进行泰勒展开，并进行简化处理，建立了三容水箱系统的模型。讨论了三容水箱实验系统构成典型的一阶、二阶、三阶对象．为系统的试验和进一步控制算法的研究提供了理论基础。     

遗传模糊优化算法在三容水箱控制系统中的仿真应用

针对存在大滞后、时变、非线性特点的液位控制系统在工况大范围变化时传统控制算法控制效果不理想的问题,提出利用模糊控制结合遗传算法的空间寻优能力,对隶属度函数的参数和模糊控制规则的后件进行综合编码优化,利用进化原理寻优来获得最佳的参数进行模糊系统自动设计的方法建立三容水箱控制系统仿真模型,在此模型上验证.仿真结果表明此方法的有效性和实用性.     

基于T-S模型的模糊PID控制系统设计

在对T-S模型的结构及稳定性分析研究的基础上，提出了一种基于T-S模型最简的模糊PID控制系统；该系统克服了非线性系统设计的困难，借助于线性系统理论解决非线性系统设计中的问题；还把三维模糊PID控制系统设计用两个二维的模糊控制器或是二维模糊控制器加上积分环节来替代，使模糊PID控制系统的设计得到大大的简化．仿真结果表明：这种模糊PID控制系统具有结构简单，规则数少，稳定性高的特点．     

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。     

一类多变量传感器故障容错PID控制器的设计与应用

针对一类多变量非线性系统的传感器故障,提出了一种新型的基于神经网络模型的故障容错PID控制方法.该方法应用加权移动平均残差技术对传感器故障进行检测,并利用神经网络建模技术在线重构故障传感器信号,重组PID控制器反馈回路,实现容错PID控制.通过在三水箱过程设立多种不同类型的传感器故障,进行仿真研究.仿真研究结果表明,所提出的故障检测与容错控制策略具有很强的鲁棒性和容错能力.     

基于解耦算法的实验用三容水箱液位控制

介绍了三容水箱系统实验装置的结构及原理,建立了三容水箱系统的数学模型,利用非线性解耦原理设计了解耦控制器,并对对典型工作状态时液位进行了控制,实验结果证明解耦控制算法是有效的.     

模糊模型PID优化控制在非线性系统中的应用

通过提出一种基于T-S模糊模型的非线性系统PID优化控制算法,将该算法应用于具有强非线性与不稳定性的填料塔热交换装置,为非线性控制系统的实际应用提供一种方案.在机理分析的基础上建立了分段非线性模型,设计了该装置的模糊模型PID优化控制器,对系统温度进行控制.实验结果与传统的PID控制结果对比表明,采用文中提出的模糊模型PID优化控制方法能够有效解决非线性控制问题.     

三容水箱液位控制系统

针对三容水箱液位控制系统中进水阀和出水阀的非线性特性，提出了基于广义对象的非线性补偿的对象线性化方法，并在系统一阶对象的基础上，利用解析法对系统建立了精确的数学模型。数字PID控制实验表明了该方法的有效性。     

基于Matlab的模糊PID调速系统的设计与仿真

针对异步电动机调速系统的非线性和结构参数易变等特点,将模糊控制和PID控制的简便性、灵活性结合起来,设计了模糊PID调速系统的双闭环模糊控制仿真模型,建立了基于Matlab Simulink的系统仿真模型,并对模型进行了多方面性能的仿真研究。仿真结果表明,该模糊控制系统仿真模型具有良好的给定适应性、鲁棒性;并且提高了非线性系统的动、静态特性,使系统获得了较好的性能。     

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。     

模糊多模型控制在锅炉过热汽温系统中的应用

在对锅炉高温过热器汽温对象进行动态特性分析的基础上,设计了基于T-S模糊模型和PID控制器的模糊多模型协调控制系统,并给出了此协调控制系统的全局稳定性证明,仿真结果表明,用这种方法建立的汽温控制系统具有较好的控制品质性能和较强的自适应能力.     

基于T-S模型的励磁系统控制器的设计

研究了基于T-S模糊模型控制理论下单机-无穷大电力系统的励磁控制设计。建立一系列局部动态模型表示系统在每个局部区域的动态行为,然后利用隶属度函数把这些局部模型连接起来构造一个全局动态模型,最后采用解线性矩阵不等式的方法,利用MATLAB/LMI工具箱得出了发电机励磁系统的控制器。仿真结果表明这种控制方法有效,且其控制效果优于PID控制。     

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的离散时滞T-S模糊模型的非二次镇定条件

研究了离散时滞T-S模糊模型基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的稳定性分析及控制器设计问题.首先,构造出离散型模糊Lyapunov-Krasovskii函数,此函数是系数与T-S模糊模型的模糊规则权重相对应的复合型Lyapunov-Krasovskii函数.然后,基于一系列线性矩阵不等式,得到了开环系统稳定的充分条件,进而又基于非二次PDC控制律,设计出了模糊控制器.最后,仿真实例验证了该方法的有效性和优越性.     

基于T-S模型的医学生物系统的模糊脉冲研究(英文)

在脉冲控制基础上,应用脉冲微分方程理论和模糊控制进行理论分析,给出了T-S模糊模型上的模糊脉冲的充分条件.采用T-S模糊动态模型描述医学肌型血管系统,研究了此模型的模糊脉冲控制问题.用Lyapunov稳定性理论设计出全局渐近稳定的模糊脉冲控制器.该控制器的结构简单,规则少.最后,仿真验证了方案的有效性.     

模糊PID控制在水位控制中的应用与仿真

水位控制系统具有非线性、非最小相位、时滞和强耦合,难以建立精确的数学模型。本文在分析常规PID控制器局限性的基础上,运用模糊逻辑,借鉴三冲量控制方法,将模糊规则整定PID参数的控制方法引入锅炉水位控制中,设计出一种模糊PID控制器,对PID三个参数在线整定。仿真研究和在实验室的实际应用表明,模糊PID控制器特性比常规PID控制器更优良,能有效地改善控制效果。     

一类参数不确定T-S模糊系统的鲁棒控制及仿真

针对一类具有参数不确定的T akag i-Sugeno(T-S)模糊系统,基于模糊区域的概念研究了其鲁棒控制问题。通过将不确定T-S模糊模型转换为不确定T-S模糊区域模型,并利用Lya-punov稳定性理论,导出了线性矩阵不等式(LM I)形式的鲁棒控制器设计方法。相对于传统设计方法,降低了采用线性矩阵不等式方法求解的难度,并具有良好的鲁棒性能。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一类HIV/AIDS传播模型的T-S模糊控制

为抑制疾病的发展,构造了针对艾滋病传播相应的T-S模糊模型。利用T-S模糊控制方法,设计基于疫情发展的模糊控制器,使艾滋病传播模型在平衡点达到稳定状态。数值模拟结果验证了模糊控制器的合理性。     

基于模糊自适应PID的连铸二冷控制系统设计与仿真

为改善铸坯质量,提高二冷水量的跟踪性和稳定性,将中包温度引入二冷配水,设计出基于配水模型、中包温度、铸坯表面温度及模糊自适应PID的连铸二冷控制系统,并在实验室搭建连铸二冷区喷淋仿真实验系统.在此基础上,分别对常规PID、积分分离PID和模糊自适应PID进行阶跃信号测试和模拟浇注测试.仿真结果表明,模糊自适应PID控制方式在两种测试中的特性要优于其他两种控制方式,这一结果为下一步应用研究打下了良好的基础.