Buck型DC-DC变换器中单输入模糊控制器的设计与实现

提出了一种简化的用于数字控制DC-DC变换器的模糊控制算法——单输入模糊控制算法.通过在算法中引入符号距离法,将常规模糊控制算法中的2个输入简化为单个输入,从而使相应的模糊规则条数明显减少.在此基础上,采用FPGA设计了单输入模糊控制器,并进行了系统验证.测试结果表明,在输入电压为2.7～3.5 V、输出电压为0.8～1.5 V的Buck型DC-DC开关变换器中,系统的建立时间小于150 ms,稳态误差小于10 mV.与常规模糊控制器相比,这种单输入模糊控制器具有设计、调节和硬件实现简单等优势,因而有望在数字控制DC-DC变换器中得到广泛应用.     

PID型大范围预测自校正控制器的设计与实现

本文通过对一般的大范围预测控制中目标函数的改进，导出了具有ＰＩＤ结构的新型大范围预测自校正控制计算法，使得控制器的动态性能及鲁棒性得到加强。本文还给出了这种方法的实现步骤，进行了数值仿真实验。仿真结果验证了该项控制器的有效性。     

双闭环Buck变换器系统模糊PID控制

针对传统线性PID控制对复杂控制对象难以建模及人工整定经验缺乏等问题,提出了一种双闭环Buck变换器系统的模糊PID控制策略。首先,设计了电压外环和电流内环结构以同时提高系统的抗扰性和跟随性;其次选择高斯函数和三角形函数相结合的隶属度函数以使控制器对小误差的灵敏度得以增强;接着,针对PID参数分别设计了3个子推理器并通过基于专家经验的规则库制定出Buck变换器的模糊规则,可以使控制器不依赖于Buck变换器系统精确的数学模型,从而克服传统PID控制导致的输出电压高超调、振荡等缺点;最后,设计了一套新型双闭环Buck变换器硬件系统,利用STM32单片机将模糊PID算法首次用于控制变化速度快、时滞小的被控量。实验结果表明:模糊PID控制策略不仅能够提高输出电压跟踪精度,还能有效抑制负载扰动及参数摄动,在阶跃启动下,系统输出电压超调量低于10%,调节时间低于3ms;与传统PID单环系统相比,其输出电压纹波、扰动下的最大动态压降和恢复时间均减小了一个数量级以上。     

V~2控制Buck转换器的预测无差拍控制器设计

为了提高DC-DC开关电源的瞬态响应速度,针对Buck转换器提出了一种V2预测无差拍控制算法.基于V2预测无差拍控制的Buck转换器系统结构,根据输出电压纹波的特点提出了适用于V2控制Buck转换器的预测无差拍控制.进一步提出了改进的V2预测无差拍控制器,使该算法更易于数字实现.Simulink仿真验证结果表明:与传统电压模式控制相比,V2控制算法在输入电压变化2V条件下,调整时间缩短60%;在负载变化2Ω条件下,调整时间缩短58.3%.     

用于DC-DC变换器的非线性PID控制

由于经典PID控制对被控系统的参数摄动比较敏感,将非线性PID控制方法引入DC—DC变换器,可以使变换器具有很强的的鲁棒性、适应性和稳定性．以Buck—Boost变换器为例,给出了非线性PID控制的仿真模型,针对变换器输入电压波动、负载波动和内部参数摄动对输出电压的影响,分别作了仿真试验和分析．仿真结果表明,将非线性PID控制应用到Buck—Boost变换器中能够使得变换器对外部及其内部参数的摄动有良好适应性、此外,该控制还可以应用到其它类型的DC—DC变换器中。     

基于模糊模型的预测PID控制器的参数整定

提出一种基于模糊模型的预测PID控制器（PPID）的参数整定方法，PPID采用广义预测控制的控制策略，控制算法简单，容易在单片机、PLC和仪表上实现，且有比普通的PID更优良的性能，参数整定分两阶段进行，首先基于初始模型对PPID离线进行整定，然后在系统运行后利用对象的输入输出数据对模糊模型和PPIDR的参数再次进行离线整定，整定算法均采用批处理方式的梯度下降法。     

基于FPGA的模糊PID控制器实现

在研究了数字PID的硬件串行与并行实现方法的基础上,对PID控制器的并行实现方法上进行优化,实现在保证快速性的前提下,减少硬件资源.在模糊控制器的FPGA的实现方面,研究了联合MATLAB的间接设计方法,通过MATLAB的模糊工具箱的GUI界面中的修改隶属度函数与模糊控制规则表得到整定参数.最后将模糊控制器与经过改进后设计的PID控制器进行综合设计,实现了模糊自整定PID控制器.     

模糊PID控制器的设计与仿真研究

提出了一种模糊PID控制器的设计与仿真方法.该控制系统适用于碱回收炉的水位控制、火电厂锅炉水位控制以及其他领域的水位控制.其结构简单、参数调整方便、快捷.另外,借助于Matlab模糊控制工具箱和Simulink仿真工具进行的仿真试验,表明控制效果很好.     

模糊PID控制器的设计

常规PID控制器由于简单、稳定性好、可靠性高而广泛应用于过程控制。PID调节过程的品质取决于PID控制器各个参数的整定。常规PID控制器不能在线整定参数，因而不能很好地控制非线性、时变的复杂系统和模型不清楚的系统。模糊控制器对复杂的和模型不清楚的系统能够进行简单有效地控制。因此，结合传统PID控制器的优点，同时，考虑到模糊控制实现的特点，提出了模糊PID控制器的思想。     

一种在线模糊参数自适应PID控制器设计

根据经典PID控制器依赖对象性强的缺点,本文提出了模糊自适应PID控制器。该控制器具有模糊控制和PID控制的优点。在常规PID的基础上增加模糊自适应控制策略,可以进行在线调整。实验结果表明,所提出的模糊自适应PID控制器具有较好的动态性能和稳态性能。     

基于PID算法的嵌入式模糊控制器及应用

提出一种适合于工业现场使用的嵌入式模糊控制器设计方法。结合常规PID控制器和模糊控制的特点,使其在线性和非线性系统均能得到良好应用。针对其在线性系统中的应用,利用多年的实际经验数据和实验仿真结果,讨论如何从复杂的规则生成、隶属函数选择及蕴涵推理中解脱出来,最终得到一张快速的控制表,从而为嵌入式的设计方案打下基础。在性能上,与线性PID控制器相比,同样也可以在嵌入式系统中使用。在通用性上,控制器应用于不同场合时,可以通过参数修改实现具体控制,具有较强的通用性。该方法具有一定的推广性,适合于以嵌入式微处理器为核心的各类装置使用,具有良好的性能价格比。据此设计出的产品已经在实际中获得多年的成功应用。     

一种基于模糊神经网络和遗传算法的智能PID控制器

常规的PID控制器参数整定方法需要被控对象的精确数学模型,且整定出的参数不能进行在线调整.而模糊控制和神经网络均不依赖被控对象的数学模型,且具有较强的自适应和自学习能力;遗传算法则是一种新型的全局优化方法.鉴于此,提出将模糊控制、神经网络和遗传算法引入PID控制器的设计过程.首先,运用遗传算法优化隶属度函数的中心值和宽度,并借助模糊逻辑控制确定遗传算法中的交叉概率和变异概率.然后,再运用BP算法优化模糊神经网络的连接权系数.仿真结果表明,该方法提高了系统的自适应能力和抗干扰能力,增强了系统的鲁棒性.     

NOUS控制和PID控制的直流降压变压器控制性能对比

为了寻求更加优化的直流降压变压器控制系统,搭建了一台直流降压变压器并根据其参数建模,在此基础上分别设计了一种基于NOUS算法的状态空间控制系统、使用观测器的NOUS算法控制系统和PID控制系统。用示波器展示变压器在这3种控制系统下的阶跃响应输出和负载发生突变时的瞬态响应,以对比它们的控制性能。结果表明,基于NOUS算法的状态空间控制系统具有更好的瞬态响应和控制精确度,而PID控制系统在鲁棒性方面具有优势,使用观测器的NOUS算法控制系统仍保留了收敛速度快的优点,但会导致控制系统建模中的误差被放大,影响输出结果。     

DC—DC变流器系统的LQR—PID控制算法研究

PID控制因其算法简单,可靠性高,在工业控制领域有广泛的应用.但其参数整定一直是实现PID的关键.本文运用LQR原理来确定PID控制器的参数.仿真结果表明,此方法确定的PID参数可以使DC-DC系统实现优良的动静态性能.     

全负载下实现高效率的DC-DC转换器芯片设计

首先讨论了DC-DC转换器的功率损耗源,根据重载情况下PWM控制效率高而轻载情况下PFM控制效率高的特点,提出了全负载下实现PWM/PFM自动切换以降低功耗、提高电源效率的控制方法.将相加模式PWM、跳周期和限流相结合的PFM整合于一个系统中,使整个系统高效协调地工作,并在较大的负载变化范围内均具有高效率的优点.系统采用0.5 μm CMOS工艺实现,对系统的仿真结果表明,系统正常工作,成功实现了PWM/PFM的自动切换,性能指标达到了设计要求.     

用FCGA优化的四辊冷轧机恒张力模糊控制系统的设计

为了保证冷轧机轧制中带钢恒张力这一特点，设计了四辊冷轧机恒张力模糊控制系统。该系统含有电压、电流和速度三个内环，最外环为张力环；电压环和电流环采用一维模糊控制器控制，速度环和张力环采用二维模糊控制器控制。为了加强模糊控制的自适应性，采用了一种模糊控制的遗传算法将外张力模糊控制器的隶属参数进行优化。理论分析和仿真结果都表明该系统对带钢恒张力控制具有很强的鲁棒性和实时性，即使在变工况下（大范围变负荷下）也保持了良好的控制性能。     

基于自适应虚拟阻抗的 DC-DC 变换器均流控制

在多DC-DC变换器并联系统中,经常采用环流反馈回路中引入虚拟阻抗的均流方法,此方法精度高且成本低,但当系统负载突变时均流精度会降低.针对虚拟阻抗法在负载突变时均流精度降低的问题,提出一种自适应匹配虚拟阻抗值实现均流的方法.仿真结果表明,在负载突变时自适应虚拟阻抗匹配法具有很好的均流效果,且不影响并联系统的稳定性和输出特性.     

遗传算法模糊PID控制在跳汰机排料系统中的应用

介绍了模糊控制与遗传算法的特点,分析了它们之间相互结合的可能性,提出了基于遗传算法的模糊PID控制算法.指出了目前跳汰机排料系统的缺点,设计了基于遗传算法模糊PID控制的排料系统,并对其应用进行了分析研究.结果表明,基于遗传算法模糊PID控制系统比模糊PID控制系统超调小,系统稳定性高,控制效果好.     

一种新颖的DC-DC开关变换器数字控制方法

为获得DC—DC变换器易于实现的数字控制方法,提出了一种基于电感电流线性变化的数字控制策略。根据变换器运行过程中电感电流的微分方程推导出了占空比的控制策略,通过对电流的快速控制实现对输出电压的快速调节,采用数字PI技术进行稳态误差修正,从而具有良好的自适应性;根据变换器输出电压与期望电压的偏差进行电流控制策略和带修正控制策略的切换控制。以Boost变换器为例,推导了变换器的占空比控制策略,采用数字PI控制器调节控制修正量。仿真和实验结果验证了控制策略能在启动过程中实现对变换器输出电压的快速、无过冲控制,以及各种扰动工作条件下对变换器输出电压准确、快速的控制。