数控机床伺服系统参数自整定的研究

通过分析数控机床伺服系统的控制原理,确定伺服系统的控制原理,分析各环的控制参数,整定出伺服系统的控制结构图。采用传统的PID控制器自整定方法,已不能满足伺服系统的要求。提出利用单纯形法来自整定伺服系统PID控制器,并且提供了详细的整定过程。在MATLAB的simulink里面进行建模仿真,与Z-N法进行仿真比较,单纯形法整定伺服系统PID控制器参数,系统运行的响应速度更快。     

自适应遗传算法在PID控制参数优化中的应用

针对传统的PID控制中参数整定的难题，采用智能控制技术优化PID参数，利用神经网络进行系统辨识，建立对象模型；在此模型基础上，运用遗传算法寻优PID控制参数，采用变交叉概率和变异概率自适应遗传算法寻优得到PID控制参数，与传统的整定结果相比较，遗传算法优化效果更好，最终达到最优的控制效果．     

基于遗传算法的并混联机床电机伺服控制参数整定

驱动电机伺服控制对机床加工效率、加工质量都有影响。伺服电机控制方法中应用最广泛的是比例积分微分(PID)控制,其控制效果与控制参数直接相关,而以往由工程师凭经验进行参数整定,费时费力。该文提出一种基于遗传算法的伺服控制参数整定方法。建立了理论模型,并综合多种条件进行了修正。针对并混联机床的特点提出包含报警指标、择优指标2类指标的适应度函数,得到遗传算法整定的伺服控制参数,并在五轴混联机床上进行了实验。实验结果显示:优化参数下,伺服电机跟随性能优于人工整定参数,进而验证了所提出的基于遗传算法的参数整定方法可以得到更好的性能且省时省力。     

基于带宽的永磁同步电机伺服控制器设计

为提高伺服系统的控制性能并解决控制参数整定困难的问题,该文设计了1种新的控制方法,应用于永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统中。建立了PMSM模型。设计了基于电流环带宽进行比例-积分(PI)控制参数整定的电流环控制器和基于速度环带宽进行自抗扰控制(ADRC)参数整定的速度环控制器。推导得到电流环带宽和速度环带宽的关系,从而将整个系统的控制参数归结到带宽1个参数上。经实验验证:该控制器结构通用性强,参数整定简单,易于工程实现;与传统比例-积分-微分(PID)控制方法相比较,在给定相同速度指令时,基于带宽的控制方法速度响应快,跟踪误差减小40%以上,在PMSM速度稳定时施加负载扰动,稳定时间缩短25%以上。     

基于多宇宙并行遗传算法PID参数整定

针对复杂工业过程中控制要求多样性、控制参数难以调整等问题,本文提出了一种PID控制器参数整定的多宇宙并行遗传算法。利用多宇宙并行的方法以及移民与交叉两种策略改进标准遗传算法在PID控制参数整定过程中收敛速度较慢、稳定性较差、易陷入局部最优等问题。仿真实验结果表明,基于该方法设计的PID参数整定获得了良好的效果,能够较好地解决复杂工业过程中控制参数整定的问题。     

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.      

仿人智能控制器控制参数的免疫优化方法

针对智能控制中因控制参数多难于人工整定,提出了一种基于免疫原理的控制参数优化方法.剖析了控制参数整定的复杂性与存在问题,基于免疫原理讨论了控制参数的整定方法,给出了优化控制算法.以大滞后二阶过程为例,对仿人智能算法中多个控制参数进行了优选,过程仿真响应对比研究验证了基于免疫原理的优化方法可获得更优秀的控制指标,更好地满足了智能控制中高控制品质的要求.仿真实验研究表明:提出的控制参数优化方法是合理与有效的.     

SOA算法在交流伺服系统中的应用

针对传统交流伺服系统控制效果不佳、参数优化困难等不足,采用人群搜索算法（SOA）分别对伺服系统电流环、速度环以及位置环的控制器参数进行优化,并与改进PSO算法优化控制器参数以及传统频域法整定控制器参数两种方案进行对比.仿真结果表明：SOA算法优化控制器参数能提高系统响应速度和鲁棒性,SOA算法比改进PSO算法在伺服控制器参数优化方面具有更好的搜索功能.与传统频域法整定方案比,SOA算法无需提前在线辨识系统转动惯量操作更简便.     

基于松下交流伺服系统的位置环MATLAB仿真

在数控机床中,伺服系统是重要组成部分。讨论了交流伺服系统的数学模型、伺服系统的MATLAB仿真、位置环稳态性能和动态性能位置调节器参数的整定,并比较了用Panaterm软件对松下机床的实测波形与仿真波形。比较结果表明了该模型及其参数的正确性,但模型和参数设置还有待进一步改进。     

PMSM伺服系统的PID控制器设计及仿真

分析了基于矢量控制的永磁同步电机(PMSM)数学模型,确定了交流伺服系统的电流环、速度环、位置环三闭环控制方案。采用结构简单、适应范围广和鲁棒性强的PID控制器实现系统的整定,给出了各环节参数的具体整定步骤。用Matlab对三闭环控制系统进行仿真,提出多环控制系统设计的要点。结果表明,位置伺服系统无超调、响应快、稳定性良好。     

基于改进BP神经网络PID自整定的研究

随着数控技术的发展,传统的PID整定方式已经不能满足伺服系统的控制要求.利用改进共轭梯度法对BP神经网络算法进行优化.将改进BP神经网络算法应用到PID的整定中,构建改进BP神经网络自整定PID控制器.将设计好的BP神经网路PID控制器应用到伺服系统的控制结构图中.与BP神经网络自整定PID控制器,在Matalab的simulink里面进行建模仿真比较.仿真结果表明改进BP神经网络自整定PID控制器具有较好的快速响应能力、系统稳定性和抗干扰能力.     

数控交流伺服系统三环整定及应用

建立三相永磁同步电机数控交流伺服系统的三环控制框图，分析了三环的PID控制器整定，同时提出采用稳定边界法整定三环的PID参数，给出了具体的整定步骤。以数控高速铣齿机床为实例，在不考虑机床机械部分的情况下，用MATLAB／Simulink模块建立其z向进给位置伺服系统的仿真模型，采用稳定边界法在MATLAB中仿真整定。结果表明伺服系统无超调、响应快且具有较好的稳定性，能满足高速铣齿机床的性能要求。     

基于CPSO的PID算法在LLC变换器控制中的应用

在LLC谐振变换器控制系统中,由于PID控制器参数的整定直接影响控制系统的性能,本文利用混沌粒子群优化算法对变换器的数字PID控制器参数进行了整定。并利用MATLAB软件进行建模仿真实验,最后通过分析几种算法整定PID参数的结果,结果表明该算法操作简单,响应速度快,调节时间短,无超调,其控制品质明显优于遗传算法和标准粒子群算法,具有更好的优化效果。     

液黏调速系统控制参数整定方法的研究

液黏调速离合器是液黏调速系统的核心控制元件,由于其具有比较严重的非线性和滞后性,所以控制参数的设定对其转速控制系统的性能具有非常重要的影响. 本文针对某车辆温控系统中的液黏调速离合器,研究了转速闭环系统中PID控制参数的整定方法,主要采用的是二层优化的控制框架,以模型辨识为出发点,利用辨识得到的模型完成控制参数的自整定过程. 仿真和实际系统的台架试验表明,在液黏调速系统中,可以根据所需的性能指标,通过运用该整定方法获得较好的控制参数,从而使闭环系统取得相对均衡的动态特性、稳定性和抗干扰性.      

基于多目标遗传算法的船舶航向自抗扰控制器参数整定

针对自抗扰控制器参数整定通常采用“试凑法”,整定过程繁琐复杂,无法顺利得到合理控制参数的现状,根据自抗扰控制器设计的“分离性原理”提出了一种“三步优化法”.该方法利用多目标遗传算法对自抗扰控制器参数进行分步优化,可解决自抗扰控制器参数众多、难以便捷的整定问题.对带舵机约束的15万t级油船航向二阶自抗扰器参数进行整定.结果表明,该方法行之有效,便于工程应用.     

茶叶杀青机温度控制系统SOA-PID控制研究

为了提高茶叶杀青机的温度控制性能,改善常规PID控制参数整定不良、控制精度差等缺陷,提出了将SOA-PID控制应用到茶叶杀青机温度控制系统中.在常规PID控制的基础上,结合茶叶杀青机温度控制系统的数学模型,利用SOA算法整定得到优化的PID控制参数,并利用MATLAB对常规PID和SOA-PID控制进行仿真对比实验.实验结果显示,在保证控制精度的前提下,SOA-PID控制能够提高温度控制的稳定速度,缩短温度控制的调节时间,增强温度控制的抗干扰能力.SOA-PID控制下的茶叶杀青机温度控制系统的控制性能明显优于常规PID控制,能较好的满足茶叶杀青工艺对温度的控制要求,保证茶叶的杀青效果,具备了应用到实际杀青加工中的条件.     

基于改进鸡群算法的PID参数整定

PID参数整定一直是控制工程研究的热点,利用传统的方法整定参数得到的系统性能往往较差,为解决PID参数整定问题,提高系统性能,提出一种基于改进鸡群算法(CSO)的PID参数整定方法。改进鸡群算法的目的是提高鸡群算法的收敛速度与精度,增强算法跳出局部最优的能力,4个标准测试函数的测试结果验证了改进的有效性。利用改进鸡群算法对4类典型工业过程的PID参数进行整定,以时间乘绝对误差积分函数(ITAE)为优化目标,Matlab仿真结果表明：通过改进鸡群算法整定PID参数得到的系统性能比传统的Z-N参数整定法以及Matlab遗传算法(GA)工具箱参数整定得到的系统性能有很大的提高。     

自抗扰控制器参数整定方法的研究

提出了自抗扰控制器算法参数整定的计算机软件仿真分析和基于参数变换的公式推导两种方法.根据自抗扰控制方程,针对算法中多个参数需要整定的问题,结合工程中控制对象实例,采用Matlab仿真软件逐一确定各参数,寻找同类对象之间的控制参数关系,利用公式得到其他对象的控制器参数.使用Matlab仿真分析法可直观地获取参数,公式推导法则简化了同类对象的参数整定,速度快.仿真实验结果表明,这两种参数整定方法可用于常见的工业控制对象的自抗扰控制器中.     

粒子群优化BP神经网络PID控制注塑机液压系统

注塑机液压系统是一个时变、非线性和高耦合的复杂系统,传统PID控制参数不易整定,超调量大,对注塑机液压系统控制效果欠佳,现提出一种粒子群优化BP神经网络算法改良PID控制。BP神经网络算法存在收敛速度慢和容易陷入局部最小值的缺陷,利用粒子群算法的全局最优和收敛速度快的特性改良BP神经网络,然后利用粒子群优化BP神经网络对PID的3个参数进行在线调整。仿真结果表明,经过粒子群优化后的BP神经网络对PID3个参数的整定效果要比BP网络要好,同时粒子群优化BP神经网络PID控制效果明显优于传统PID控制,可以有效提高注塑机液压系统的精度和响应速度,优化注塑过程。     

基于GA的液压机多PID控制器参数优化

为了解决四通道独立负载口独立控制快锻液压机系统中多个PID控制器参数与不同工况的匹配问题,提高液压机在改变工况后的锻造精度,采用改进的GA(遗传算法)对多PID控制器参数进行整定,建立不同工况下参数调整数据库。首先,建立0.6 MN快锻液压机系统的机理模型,在此基础上,通过系统辨识方法得到其实际的数学模型。其次,针对不同锻造行程和锻造频率,利用改进遗传算法对多PID控制器参数进行优化。最后,基于0.6 MN快锻液压机实验平台对仿真结果进行实验验证。研究结果表明:通过遗传算法进行多PID控制器参数优化使快锻液压机系统在多个锻造频率和锻造行程下的锻造精度达到了±1 mm,提高快锻液压机对不同工况的适应性。