船舶航向非线性迭代滑模变结构PID控制

针对一类不确定非线性受扰动系统,提出非线性迭代滑模变结构PID控制方法.通过对系统输出迭代设计非线性滑模函数,并引入传统PID控制,综合了滑模变结构控制与PID控制的鲁棒性强的特点,避免了传统PID控制积分引起的超调以及变结构控制的抖振问题.设计了船舶航向控制器.仿真结果表明,非线性迭代滑模变结构PID控制下的系统阶跃响应超调明显减小,定常干扰下的静态误差得到消除,稳定时间明显缩短并可通过设计参数调节,表明控制算法具有强鲁棒性.     

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.     

PID控制与智能控制的融合

本文主要研究了与PID控制有关的多种智能控制方法,包括模糊PID控制、基于神经网络的PID控制、专家PID控制、基于遗传算法的PID控制。经过比较后认为PID控制结构简单、稳定性好、可靠性高,但在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时,效果不是太好。而基于PID控制的智能控制则解决了那些传统方法难以解决的控制对象的参数大范围变化的问题。     

导弹高度控制系统的变结构设计

飞行高度是评价导弹性能的一项重要战术指标。传统的导弹高度控制系统采用PID控制，但对超低空掠海飞行的导弹，必须处理好各种干扰问题。为此提出了采用变结构高度控制的方法。介绍了导弹的高度控制系统的变结构设计。仿真结果表明，本方法设计简单，且有优良的鲁棒性，效果比PID控制优越，易于实现数字控制等优点。     

制导弹箭分数阶控制系统

针对制导弹箭控制系统中系统参数出现较大的非线性和时变性等问题,整数阶PID控制难以获得满意的控制效果.根据分数阶微积分的定义和性质,构造了分数阶控制器的结构,分析了其控制器参数对系统性能的影响,将分数阶控制器应用到制导弹箭的控制系统设计中,并对制导弹箭的分数阶控制系统进行了研究.结果表明,分数阶控制器较PID控制器有更强的鲁棒性和抗干扰能力,可以应用于制导弹箭的控制系统中,设计的分数阶控制器的频域和时域响应特性较PID控制器要好.研究结果为分数阶控制器在制导弹箭控制系统中的应用提供了理论基础.     

模糊-PID控制在SVC中的应用

提出了一种采用模糊-PID双模控制的SVC无功补偿控制器的设计方法.模糊-PID控制器综合了模糊和PID两种控制方式的优点,使控制器既具有模糊对非线性系统控制的简单有效,又具有PID控制的精确性.实验结果表明,该控制器具有较高的控制精度和鲁棒性.     

定量反馈在导弹飞行控制中的应用

研究定量反馈理论(QFT)在导弹飞行控制中的应用,结合自抗扰控制(ADRC)算法对某型号导弹的飞行控制系统进行了设计.通过仿真和鲁棒性验证,以及对PID控制算法和自抗扰控制算法的分析比较,表明设计出的控制系统具有很好的响应特性和鲁棒性.ADRC输出响应的超调小于PID控制,但快速性略差于PID控制.采用ADRC算法设计导弹纵向控制系统的高度保持回路可以得到良好的跟踪效果,其中对升降速率的跟踪几乎没有超调,显示了良好的动态性能和稳态性能.      

一种采用AW补偿器的非线性PID控制器及其在飞航导弹控制中的应用

韩京清等曾利用非线性跟踪-微分器和非线性组合方式改进经典PID调节器,以提高其适应性和鲁棒性.然而,在飞航导弹的控制系统中,舵系统存在硬饱和(舵偏角限制)和软饱和(舵转动速率限制)效应,控制受限问题十分突出.降低了非线性PID控制器(NLPID)的性能.本文采用Anti-Windup补偿器改进非线性PID控制器,并将这种改进的NLPID控制器应用于飞航导弹的控制系统中,取得了良好的控制效果.对特征点的仿真,以及全弹道仿真都验证了其控制性能,结果显示该控制器可以广泛应用于各类飞行控制系统.     

电子节气门滑模变结构控制方法研究

针对当前电子节气门因复位弹簧而引起的非线性特性问题,结合电子节气门的结构,分析了其变结构非线性特征,采用基于滑模控制的非线性控制方法,给出了该方法的里雅普诺夫稳定性证明.对电子节气门的经典PID(Proportional Integral Derivative)控制、变速PID和滑模控制进行了实验比较.在以16位80C196KC单片机为核心控制器的控制板上试验表明,变速PID在节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调量,在从大到小的阶跃变化时,超调量为4.8%,而滑模控制在节气门开度从小到大阶跃时,无超调量,从大到小变化时,超调量为1%.滑模控制法对电子节气门的非线性具有较好的控制效果.     

基于数字控制技术的高速导弹舵机控制系统设计与研究

本文针对某型号导弹舵机控制的高性能要求,设计了一套数字伺服控制系统,同时分析了其结构组成、控制方案、软硬件设计等问题;该系统以数字芯片DsPIC30F5011为主控制芯片,以永磁直流电机作为伺服电机,以传统PID算法和模糊PID算法相结合为控制策略;实验结果表明,该控制系统快速、稳定,具有很高的准确性和实时性,该系统可以作为某型号高速导弹舵机控制系统。     

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。     

模糊控制在坦克炮控伺服系统中的应用

针对坦克炮控这一包含非线性和不确定性的复杂系统。提出了应用模糊控制方法设计的由电流环和速度环构成的双闭环控制系统，其中电流环采用常规的PI调节器设计，速度环采用模糊自适应的PID控制器设计。仿真结果表明，该方法与常规的控制方法相比，具有良好的静、动态特性，从而证明了该设计方法的正确性和合理性。     

基于数据的多模型分数阶PID控制方法

针对复杂非线性系统,将多模型建模与分数阶PID控制相结合,设计了一种完全基于输入-输出数据的多模型在线建模控制方法.首先,利用输入-输出数据对非线性系统进行在线多模型建模;然后,针对所建立的多个局部模型,基于加权控制方式设计分数阶PID控制器.该方法将对系统的建模与控制器的设计包含在一个控制系统设计框架以内,对系统模型的不确定性具有更好的鲁棒性,仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

基于神经网络的Smith补偿PID控制设计

针对工程实践中常见的纯滞后对象,在Ｓｍｉｔｈ补偿控制基础之上,利用人工神经网络的非线性映射功能对控制对象进行在线辨识,达到对时滞补偿预报的目的;利用神经网络ＰＩＤ控制器（Ａｄａｌｉｎｅ网络）代替常规控制器,实现了对时滞复杂对象的在线自适应控制;并根据ＩＴＡＥ性能指标原则对神经网络控制器参数进行整定,得到一组经验公式。仿真结果验证了本文神经网络控制方案的有效性。     

基于 PFC -PID 的锅炉汽包水位控制系统

根据预测函数控制（Predictive Functional Control,PFC）的基本原理和应用特点,在分析其一般算法的基础上,设计了余热锅炉汽包水位控制系统的预测函数控制器。通过内回路采用传统 PID,外回路采用预测函数控制———预测函数控制与PID 串级控制相结合,取代传统的汽包水位三冲量串级 PID 控制。MATLAB 仿真结果表明,与传统 PID 控制策略相比,PFC PID 控制策略能快速消除给水流量的扰动,且具有较强的鲁棒性,动态品质良好。     

基于反步算法的静止无功补偿器控制

建立静止无功发生器的数学模型,分析该数学模型的特点.采用外环为PID控制,内环为反步控制算法的双闭环控制结构设计非线性系统的反步控制器,并证明了该系统的稳定性.仿真试验表明,所提出的控制策略具有较好的暂态和稳态性能.     

电厂过热汽温串级系统的约束预测控制

针对实际电厂过热汽温系统中减温水阀门受到物理约束限制,外环控制器计算的设定值造成执行机构饱和从而影响系统性能的问题,提出了串级预测控制算法,并采用约束预测控制算法进行求解,在系统约束范围内求得系统性能的优化解,对电厂过热汽温控制系统进行了仿真论证.仿真结果表明,过热汽温系统控制量能被有效控制在约束范围内,并且系统保持了良好的运行结果.     

模糊控制在钢缆拖动系统中的应用

建立了钢缆拖动系统的数学模型,并在此基础上生成了对该系统运动控制的模糊控制算法．计算机对误差信号进行计算,输出控制信号操纵滚动圆盘,使机具沿着预定的路径运动．实验结果证明,该模糊控制算法具有较好的控制精度和响应速度．     

交流伺服系统PFC-PID串级控制的仿真研究

为了提高交流伺服系统的跟踪性能,将预测函数控制（PFC）和PID控制相结合,提出了一种PFC-PID串级控制策略.内环采用PID控制来提高抗干扰性,把内环作为外环PFC控制的广义对象,对广义对象进行拟合简化,得到一阶加纯滞后系统,作为PFC的预测模型,外环采用PFC来获得良好的跟踪性能.通过仿真及与PID控制的比较表明,采用PFC-PID串级控制策略能够改善交流伺服系统的控制特性.     

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．