分数阶控制器与整数阶控制器仿真研究

分数阶PID控制器多了两个可调参数,可以取得更好的控制效果.针对位置伺服系统测试问题,设计了分数阶PID控制器,并与整数阶PID控制器相比较,仿真结果演示了分数阶PID制器的控制效果明显优于最好的整数阶PID控制器.无论是在输入发生变化,还是系统负载或参数变化,给出的分数阶PID控制器的控制效果都是比较稳定的.     

基于混沌的白适应模糊PID参数寻优研究

针对自适应模糊PID控制器提出了一种基于混沌变量的优化算法.首先,利用混沌运动的遍历性特性,基于混沌优化方法进行PID控制器设计.在系统稳定的条件下,通过粗调和精确搜索可以找到具有最小参数的最佳控制器.这些参数被用来作为自适应模糊PID控制器的最佳参数.然后,按照自适应模糊控制方法,控制律及其参数可以被确定.仿真实验结果显示,该方法能够达到所要求的指标,其有效性得到了证明.     

基于模糊PID控制的导引头角跟踪系统

根据导引头角跟踪系统的工作原理建立了数学模型,并针对这套系统设计了一种模糊PID的控制方法,从而改善了整个系统的控制效果。仿真结果表明,模糊PID控制器在稳定时间、稳态精度上均比传统PID控制器有较大的改进。     

基于参数空间图解法的多目标满意PID控制器

针对任意阶线性定常系统具有区域极点指标与H∞指标约束的PID控制问题,提出了一种基于参数空间图解法的多目标满意PID控制器设计方法。该设计方法首先基于边界穿越定理,在PID控制器参数空间推导出描述满足区域极点指标和H∞指标的控制器参数解集边界的解析表达式,再应用满意控制思想,对上述二类指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围,以及当期望指标相容时基于参数空间图解法的PID控制策略集的具体求解方法。用一个算例说明了该方法的可行性和有效性。     

分数阶PID控制器参数的自适应设计

分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器是整数阶PID控制器在复数域的推广,通过引入两个可调参数λ和μ使得控制器参数整定范围变大,但使得参数设计变得更加复杂。针对分数阶PID控制器的特点,提出了一种参数自适应的改进型差分进化算法整定方法,在目标函数的选取上,针对传统时间与绝对误差乘积准则对超调量控制不足,引入误差与控制信号加权,分别对整数阶和分数阶被控模型进行理论分析和数值仿真,仿真结果证明了该控制器参数设计方法的有效性和准确性。     

基于动态神经网络的PID参数整定与实时控制

提出了一种基于对角回归神经网络的PID控制器结构,给出了PID参数在线自整定的学习控制算法。为检验控制效果同时还使用了静态BP网络来整定PID参数,并在Matlab环境下,分别建立了基于对角回归神经网络和BP网络的液位实时控制系统。实际的控制效果说明,基于动态网络的PID控制器工作稳定,具有较好的鲁棒性。     

电动车安全性控制系统研究

首先给出电动车在行驶时驱动与制动输入下的高阶双质量运动模型，然后针对数学模型的复杂性和强非线性特征设计基于小脑模型神经网络CMAC复合PID的控制器，并在Matlab下进行仿真。结果表明所设计的控制器可以得到较好的控制效果。     

基于模糊多模型的专家PID在主汽温控制系统中的应用研究

针对电厂主汽温度系统参数时变的特点,常规单控制器难以取得满意控制效果,提出了基于模糊多模型的专家PID控制方法。仿真结果表明,主汽温度在负荷变化的扰动下,能适应对象参数的变化并表现出良好的控制品质。     

基于动态RBF神经网络在线辨识的单神经元PID控制

针对工业控制领域中复杂非线性时变系统,提出了基于动态RBF神经网络辨识的单神经元PID控制方法。采用动态RBF神经网络辨识器在线辨识系统模型,获得PID参数在线调整信息,并由单神经元PID控制器完成控制器参数的在线自整定,实现系统的智能控制。仿真结果表明,与常规RBF神经网络辨识的PID控制方法相比,该方法具有控制精度高、响应速度快的优点,并且具备较强的自适应性和鲁棒性。     

分流模型PID与鲁棒补偿的复合控制策略

提出了一种基于分流模型PID与鲁棒补偿的复合控制策略，这种控制器具有非线性滤波、增益自调整、鲁棒性好等优良特性。由于分流模型的输出是稳定、光滑且有界，可以构造一类具有输出光滑、有界并且增益自调整的PID控制器，其可设计一类安全控制系统．将分流模型PID与鲁棒补偿控制相结合，有效地解决了参数不确定情况下的一类非线性系统的鲁棒控制问题。通过倒立摆控制系统的仿真研究，验证了控制策略的有效性。     

离散时间分布参数系统的模型逼近预测控制

提出了离散时间分布参数系统的一种预测控制方法。该方法采用广义正交多项式对分布参数系统的模型进行逼近,将离散时间分布参数系统的预测控制问题转化为集中参数系统的预测控制问题,运用模型算法控制方法对集中参数系统进行预测控制,求出控制律,经反演变换得出分布参数系统的预测控制。给出了该方法的具体步骤,仿真示例表明了方法的有效性。     

基于模糊控制的船舶动力定位系统设计与仿真

就船舶动力定位中模糊控制的应用进行了研究 ,探讨了模糊控制中隶属函数和模糊规则的具体制定 ,为进一步的船舶动力定位打下基础。对船舶纵荡运动进行了控制与仿真 ,并对所设计的船舶动力定位系统的硬件及软件系统作了简要的介绍。仿真结果表明 ,所设计的模糊控制器能对船舶的动力定位实施有效的控制。船舶动力定位系统的试验正在进行中。     

基于Q8的电阻炉控制系统的半实物仿真

介绍了一种基于Quanser Q8卡和Simulink的半实物仿真系统的构造与应用方法,搭建起理论仿真研究与实时控制之间的桥梁。以电阻炉控制为例,详细介绍了电阻炉温度控制半实物仿真控制系统中硬件构成及PID控制器的搭建和参数调整方法。给出仿真曲线,控制效果良好。仿真结果的验证过程直观,控制器的参数实时可调,易于操作。     

Design of PID controller with incomplete derivation based on differential evolution algorithm

To determine the optimal or near optimal parameters of PID controller with incomplete derivation, a novel design method based on differential evolution （DE） algorithm is presented. The controller is called DE-PID controller. To overcome the disadvantages of the integral performance criteria in the frequency domain such as IAE, ISE, and ITSE, a new performance criterion in the time domain is proposed. The optimization procedures employing the DE algorithm to search the optimal or near optimal PID controller parameters of a control system are demonstrated in detail. Three typical control systems are chosen to test and evaluate the adaptation and robustness of the proposed DE-PID controller. The simulation results show that the proposed approach has superior features of easy implementation, stable convergence characteristic, and good computational efficiency. Compared with the ZN, GA, and ASA, the proposed design method is indeed more efficient and robust in improving the step response of a control system.     

Tracking control for air-breathing hypersonic cruise vehicle based on tangent linearization approach

This paper is focused on developing a tracking controller for a hypersonic cruise vehicle using tangent linearization approach. The design of flight control systems for air-breathing hypersonic vehicles is a highly challenging task due to the unique characteristics of the vehicle dynamics. Motivated by recent results on tangent linearization control, the tracking control problem for the hypersonic cruise vehicle is reduced to that of a feedback stabilizing controller design for a linear time-varying system which can be accomplished by a standard design method of frozen-time control. Through a proper model transformation, it can be proven that the tracking error of the designed closed-loop system decays exponentially. Simulation studies are conducted for trimmed cruise conditions of 110 000 ft and Mach 15 where the responses of the vehicle to step changes in altitude and velocity are evaluated. The effectiveness of the controller is demonstrated by simulation results.     

一类二自由度PID控制的神经元实现研究

给出一种从不完全二自由度PID控制P—I—PD算法派生出的神经元PID控制器的实现方法，利用MATLAB／SIMULINK仿真软件对该控制器在燧道式炉中的应用进行仿真研究。仿真结果表明，神经元P—I—PD控制不但具有二自由度PID控制的优点，而且还具有神经元自适应控制的特点，系统具有较好的跟随性、抗干扰性和较强的鲁棒性。     

控制系统PID参数整定软件包CSLab

介绍了控制系统PID参数整定软件包CSLab。该软件包是以Matlab5．3为平台开发的，针对于单变量控制系统，采用了多种PID参数整定方法。具有丰富的控制系统仿真、分析计算和设计功能，并且建立了开放性的结构，具有高度的可扩展性，可以把新的参数整定方法扩充进来，同时还为用户提供了其它复杂控制结构，使得用户可以根据需要进行控制系统的设计。