基于dSPACE的水箱液位控制系统

以水箱液位系统为研究对象,基于dSPACE-DS1103单板系统和Matlab/Simulink软件环境,建立了水箱液位系统的实时控制平台。在该平台上,使用dSPACE提供的Real-Time Interface(RTI),通过扩展Matlab的实时工具箱Real-Time Workshop(RTW),实现了从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的自动下载。水箱液位控制系统采用双闭环串级控制,其主调节器分别采用常规PID和单神经元自适应PID控制器进行实验研究。实验结果表明在该实时控制平台上,液位控制系统采用单神经元自适应PID控制器能够获得良好的动态性能,满足对液位的控制要求。     

融合机器视觉的液位控制实验系统设计

将机器视觉技术与传统的过程控制系统深度融合,在水槽液位控制系统基础上增加摄像头、数据采集卡、上位机,结合NI视觉开发模块建立视觉液位测量及控制实验系统。介绍了实验系统的构成,视觉开发模块NI Vision Assistant的功能,以及视觉液位测量过程中图像采集、摄像头标定、图像处理、液位高度提取的方法;设计基于Lab VIEW的PID控制算法,并对实验结果和数据进行分析。视觉液位检测具有较高的精度,扩充了教学内容,推进了新技术在实验教学中的应用。     

基于dSPACE及FESTO的控制系统平台设计

为提高传统控制装置的利用率,提出了一种基于dSPACE半实物仿真系统和MATLAB/Simulink技术的改造方案,并将这一方案运用到具体的FESTO传统控制系统,设计了一个改造实例,建立了系统控制平台。最后对此平台进行了基于单神经元自适应PID控制算法的实验仿真。实验结果表明该控制平台克服了FESTO传统控制系统的弊端,能方便验证控制算法的有效性。     

三容水箱液位模糊免疫自适应控制算法研究

三容水箱是一种可用于研究液位、流量、温度等参数控制的实验装置,在控制理论教学及科学研究中具有重要的实际应用价值,其功能在于可以组合成多种控制回路,验证各种控制算法,模拟工业现场控制类型。该文对三容水箱进行建模,对传统的PID控制算法和模糊控制算法进行改进。采用MATLAB/Simulink设计模糊免疫自适应PID控制器,建立了三容水箱二阶与三阶液位控制模型,并进行仿真实验,使用上位机软件对控制算法进行测试验证。实验表明,与普通PID控制和模糊PID控制相比,控制系统的稳定性和快速性得到显著改善。     

基于C＋＋Builder的三容液位系统的Smith预估控制

三容器液位控制系统具有典型的滞后特性,用常规的PID难以达到精确的控制效果,提出了基于三容器数学模型的Smith预估补偿控制算法,并用C Builder对其进行实验仿真.仿真结果表明Smith预估补偿控制比常规的PID控制具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点.     

基于dSPACE的灰色预测PID控制在液位系统中的应用

本文针对双容水箱液位串级控制系统,提出了一种灰色预测PID控制策略.该控制策略将灰色预测在线应用,用其预测结果代替被控对象的测量值,与给定输入比较得到的偏差值作为PID控制器的输入;并在过程控制试验平台上构建基于dSPACE的快速控制原型进行实验研究.实验结果表明：该方法具有超调小、响应速度快等优点,比传统的PID控制更为优越.     

一种改进的模式识别自整定PID控制方法

摘 要：针对常规PID控制器不能很好兼顾抗干扰性与鲁棒性的缺点,提出一种新的基于模式识别自整定PID控制算法。该算法对参数整定规则了进行探索和创新,并给出了具体的整定规则公式。为了实现算法在实验室水箱液位控制的应用,采用OPC技术实现了MATLAB软件与MCGS组态软件的数据实时交互。实验结果表明,该规则在MATLAB仿真和水箱液位控制应用中取得到了很好的整定效果,控制性能优于常规PID控制。     

基于改进型神经动态规划算法的单容液位优化控制

单容液位控制系统是一个强非线性、多约束、时滞的复杂系统,传统的PID控制算法很难对其进行精确自适应优化控制。介绍了一种改进型的神经动态规划(NDP)算法,其中模型网络用小波神经网络来替代,并针对单容液位控制系统的液位进行自适应优化控制。仿真结果表明,基于神经网络的NDP算法在鲁棒性、控制精度和控制效果都优于传统的PID算法。     

免疫遗传PID在工业自动化通用平台上的实现

针对目前免疫遗传PID在工程应用中存在的问题,采用图形化组态技术,在工业自动化通用技术平台IAP上实现基于在线免疫遗传算法的PID控制器组态,通过仿真实验分析了免疫遗传PID在阶跃响应和扰动情况下的性能指标.仿真实验结果表明,IAP平台上的免疫遗传PID具有与MATLAB相同的控制性能和控制效果,说明在IAP平台上实现先进控制算法的可行性和有效性.利用IAP兼容包括PLC在内的多种控制站等优点,可以把控制逻辑组态下载到实际的工业控制中,实现免疫遗传PID应用的通用性.     

模糊PID液位控制系统的设计与实现

文章针对双水箱液位系统,主调节器采用模糊PID控制,副调节器采用比例调节器的串级控制系统对水箱液位控制。并用组态软件MCGS实现了普通PID和模糊PID控制算法。试验结果表明,采用模糊PID控制的下水箱液位,较常规PID控制其响应速度快,且较快地达到稳态,从而改善系统的性能。     

基于LabVIEW电机控制实验系统的软件设计及实现

基于LabVIEW开发平台,分别采用PID控制算法和模糊控制算法实现对电机的控制.该系统具有良好的人机交互界面,能实时显示电机负载线位移变化曲线及存储、打印电机运动曲线图,并且各项控制参数方便可调,使电气控制专业的实验教学更形象、直观.     

基于粒子群优化算法的PID液位控制

文章针对双水箱液位串级控制系统,为其主调节器设计了一种基于粒子群优化算法的参数自整定PID控制器,并在过程控制试验平台上利用MCGS组态软件加以实现;实验结果表明,新的控制器较常规PID控制器响应速度快,超调小且调节时间短,系统的性能得到明显改善.     

采用自适应模糊PID控制的多级齿轮振动主动控制

针对齿轮传动系统在动态激励的作用下产生的多谐波复杂振动,设计一种在低速轴和高速轴分别安装有压电促动器的主动控制结构;提出一种将传统PID控制和自适应算法相结合的自适应模糊PID算法,抑制能量较高的多个谐波振动.在ADAMS平台建立齿轮传动系统虚拟样机,作为被控对象子模块,并在MATLAB/Simulink平台上加载控制算法对系统进行联合仿真.仿真结果表明:在不同转速下,自适应模糊PID控制算法对谐波振动具有良好的控制效果,且优于经典PID控制.     

基于LabVIEW的直流电机测速与控制系统设计

采用LabVIEW软件开发平台,针对直流电机调速系统,设计了电机测速与控制系统.系统通过传感器获得电机转速数据进行处理,单片机MPC82G516产生PWM信号控制电机转速,并采用LabVIEW软件实现对数据的实时跟踪与显示.通过对实验板的测试,并对数据进行分析,结果显示系统实时性好,稳定性能好,具有较好的调速效果.     

基于串级PID的机器鱼位姿控制算法

针对三关节仿生机器鱼的位姿控制问题, 首先, 介绍三关节仿生机器鱼的硬件结构及其运动控制系统; 其次, 基于期望位姿建立坐标系, 构建机器鱼的位姿误差模型； 再次, 在串级比例-积分-微分(PID)控制系统的基础上, 提出基于串级PID的仿生机器鱼位姿控制算法; 最后, 在URWPGSim2D仿真平台和多水下机器人协作控制系统平台下分别进行算法仿真实验和实体实验. 实验结果表明: 与时变反馈控制算法相比, 基于串级PID算法的仿真机器鱼到达目标位姿所用时间增加, 但位置误差和方向角误差减小, 位姿控制的精度提高; 仿生机器鱼到达期望位姿所用时间为14.4 s, 位姿误差为(-3像素,-4像素,0.062 rad), 基本满足循迹和搬运等应用要求, 验证了算法的有效性.     

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。     

PID控制研究与应用

分析了LabVIEW开发环境中的PID函数算法;结合锅炉供热自动控制的实例,解决了它在应用中的一些关键问题,提供了开发基于虚拟仪器的测控系统的成功经验.     

基于LabVIEW的焊接测控系统开发

针对窄间隙旋转电弧焊焊缝跟踪的需要,开发一套测控系统.考虑到该焊接方法的特点和开发的效率、速度要求,采用"数据采集卡 PC机"模式,并选择LabVIEW作为测控系统的开发软件.系统功能主要包括数据采集、信号分析和输出控制.为便于完成有效的电弧传感,系统能灵活设置采样时钟、采样集、各种触发等功能,实现对特定区域的采样.由于需要较高的数据采样率,同时需要并行进行测试和控制,实现了高速数据流并行处理模式.为有效对采集信号进行处理,实现滤波,信号变换以及焊缝偏差检测的算法.为实现有效的控制,系统完成了同步、PWM输出控制、PID控制等功能.程序具有界面友好、高可靠性和好的扩展性,为进一步研究窄间隙旋转电弧焊提供好的实验平台.