基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器的设计

温度是工业生产过程中一个主要的被控参数.目前,大多采用常规PID控制器实现对温度的控制,但实际温度控制系统工况复杂、参数多变、大惯性、大滞后,常规PID控制器难以对其高精度进行控制.针对这些问题,这里提出一种基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器设计方案,试方案将传统PID控制与现代模糊控制相结合,应用模糊推理方法实现对PID参数的自动整定.该控制器对恒温箱控制系统的控制效果明呈优于常规PID控制器.     

基于模糊PID参数自整定的温度系统控制方法

对基于模糊PID参数自整定的温度系统控制方法进行了研究。为了构造生化分析仪,首先必须要建立温度系统模型。然后通过模糊PID参数自整定的方法对温度系统进行控制,最后给出模糊PID自整定控制算法的软件实现。实验结果表明,该方法具有良好的性能。     

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.     

基于模糊自适应PID控制的渔船冷库库温调控研究

针对渔船冷库在接收渔获物时外界环境扰动变化大而导致传统控制方式不稳定等问题,提出以渔船冷库库温与期望值的温差、温度变化率为输入参数,以实际库温为输出参数的模糊自适应PID控制系统用于控制渔船冷库。结合渔船冷库库温控制实际影响因素与稳定性要求,设计隶属函数与模糊控制规则。在Matlab/Simulink运行环境下搭建仿真模型,得到在渔船冷库环境下的模糊自适应PID控制系统与PID控制系统的响应曲线。使用加权综合评判算法对模糊自适应PID控制系统与PID控制系统进行对比研究。结果表明,在阶跃信号的作用下,模糊自适应PID控制的鲁棒性较PID控制更强,更适合在渔船冷库连续变化的工况下调控库温。据此,提出以模糊自适应PID控制特征为基础的渔船冷库库温调控方法。     

模糊PID在汽车ABS上的控制优化及仿真研究

在Matlab/Simulink环境内建立了汽车ABS动力学模型,引入S函数对模糊PID控制过程进行优化,并对该控制方法进行了仿真研究,研究结果表明：基于S函数的模糊PID控制更加灵活,汽车ABS在基于S函数的模糊PID控制下,制动距离较常规模糊PID控制短,虽然基于S函数的模糊PID控制在后期有明显颤振,但控制参数具有明显的收敛性。     

基于模糊自适应PID的连铸二冷控制系统设计与仿真

为改善铸坯质量,提高二冷水量的跟踪性和稳定性,将中包温度引入二冷配水,设计出基于配水模型、中包温度、铸坯表面温度及模糊自适应PID的连铸二冷控制系统,并在实验室搭建连铸二冷区喷淋仿真实验系统.在此基础上,分别对常规PID、积分分离PID和模糊自适应PID进行阶跃信号测试和模拟浇注测试.仿真结果表明,模糊自适应PID控制方式在两种测试中的特性要优于其他两种控制方式,这一结果为下一步应用研究打下了良好的基础.     

REVO五轴测量系统重构与建模方法研究

REVO五轴测量系统是基于正交式坐标测量机设计和应用的高效率、高精度测量系统.针对在非正交式坐标测量机环境下应用REVO五轴测量系统,提出了REVO五轴测量系统的重构与数学模型.建立了REVO五轴测量系统原始返回数据的构成模型,从返回的合成数据中分离出光栅数据;基于准刚体理论,建立了REVO测头误差补偿模型.通过实验验证了误差补偿模型的正确性和有效性,经过误差补偿,测量误差平均值从-0.190,3,mm降低到0.001,1,mm.本文的研究内容对于在非正交式坐标测量机下应用REVO五轴测量系统具有重要意义.     

基于Mamdani模糊自适应PID的液位串级控制系统设计

本文依据模糊控制和常规PID控制的基本特点,设计了一种基于Mamdani模型的模糊自适应PID液位串级控制系统,研究对具有时变、非线性的复杂系统的控制.通过引入Mamdani模型的模糊规则对PID控制参数进行修正,实现对液位系统在全工况下的优化控制.利用Matlab进行仿真,研究分析表明,基于Mamdani模糊自适应PID控制方法与常规PID方法相比具有很好的控制效果,具有更好的稳定性、鲁棒性,且控制精度高.     

基于Matlab的电阻炉温度模糊控制系统设计及仿真

针对工业电阻炉炉炉温系统存在的滞后大,非线性时变的特点,采取将模糊控制和PID控制的方法,利用Matlab软件中SIMULINK这个软件来搭建传统PID温度控制系统与自整定模糊PID温度控制系统的模型,并对它们进行仿真分析,从仿真结果可知模糊PID控制系统相比传统PID控制系统,控制速度要快,稳定性要高.     

基于模糊Smith预估的恒温箱控制系统

恒温箱控制系统具有时滞、大惯性和参数时变特性,传统PID控制方法难以取得满意静态、动态控制效果。Smith一阶惯性环预估控制器适合控制大滞后系统,利用模糊控制整定惯性环节参数,可以使其随被控制对象参数变化而变化。本文结合模糊PID控制与模糊自适应Smith预估控制提出了模糊Smith控制方法,这种控制方法不仅具有常规PID控制器的优点,还具有很强的鲁棒性和自适应性。通过仿真实验表明,这方法能够提高控制质量取得更好的控制效果。     

火电厂锅炉主汽温模糊控制系统的研究

针对火电厂锅炉主蒸汽温度串级控制系统的快速性、稳定性、准确性和抗干扰性的需要,在研究模糊逻辑控制原理,过热器主蒸汽温控制系统工艺流程的基础上,提出了一种基于模糊逻辑主蒸汽温度PID控制器,结合模糊逻辑控制和传统串级PID控制各自优点,设计混合型模糊主蒸汽温度PID控制系统。简要介绍了Matlab软件,利用Matlab软件对一典型阶跃信号在传统串级控制和混合型模糊逻辑控制下分别进行仿真,结果表明,与传统串级PID控制系统相比,主蒸汽温度模糊串级控制具有良好的动态调节品质和较强的鲁棒性。     

基于嵌入式微控制器的冻干试验机温度模糊控制系统设计

将模糊控制理论引入冻干试验机温度控制系统中,设计了基于嵌入式微控制器的模糊PID控制器,解决了常规PID控制温度超调大的问题;给出了模糊PID控制器的设计方法及冻干试验机控制电路的框图;将该系统以蕨菜为冻干物料进行了实验,获得了良好的温度响应曲线．     

基于Mamdani模糊PID的同步发电机励磁控制

依据模糊理论和常规PID控制规律的基本特点,结合现代大型水力发电工程实际需求,提出了一种基于Mamdani模型的模糊PID控制方法.在建立励磁控制系统简单模型的基础上,通过引入Mamdani模型的模糊规则对PID控制参数进行修正,实现同步发电机励磁系统在全工况下的优化控制,并利用Matlab进行仿真,研究分析表明,新方法与常规PID方法相比具有较好的控制效果,为模糊PID控制在大型同步发电机励磁控制的应用提供一种新思路.     

基于T-S模型的局部通风机风量模糊预测控制算法

针对目前比例-积分-微分(PID)控制、模糊控制以及模糊自适应PID控制方法在局部通风机风量控制系统中的不足,提出一种基于T-S模型的局部通风机风量模糊预测控制算法。首先建立了局部通风机系统的T-S模糊模型,并进行拟合度验证实验,然后提出基于T-S模型的模糊预测控制算法局部通风机风量控制策略,并对算法进行了实验验证。结果显示,局部通风系统中,该控制算法相对于PID控制、模糊控制以及模糊自适应PID控制具有更好的控制效果,并且该算法能够根据瓦斯的历史浓度做出先见性的控制。     

建筑电气设备自适应模糊PID节能控制研究

针对建筑电气设备自适应模糊PID一直存在能耗过大的问题。提出基于自适应模糊PID节能控制方法,将建筑电气设备系统的温度波动和温度波动率,作为自适应模糊PID控制系统的输入项,将PID控制系统的三个参数波动量作为输出项,构成双输入三输出控制结构。依据自适应模糊PID调节规律表中的信息,调整电气设备模糊逻辑系统的参数。通过运算自适应模糊PID节能控制函数,获取最佳温度值,实现节能目标。实验结果表明:自适应模糊PID节能控制系统起动电流低、噪声小、控制精度高;在一般扰动和大扰动下系统响应波动较小、适应能力更强、动态性能高;该算法下建筑电气设备单耗节能率为88.69%,节能效果显著。     

模糊PID在油菜籽热风干燥控制系统的研究简

为了提高油菜籽干燥过程的控制精度和稳定性,针对目前PID(比例积分微分,Proportion Integration Differentiation)控制超调量大、调节能力弱和适应性差等问题,提出了一种油菜籽热风干燥控制系统的模糊PID控制算法.采用Matlab的模糊推理系统,建立了模糊PID控制器的数学模型和控制规则.根据油菜籽的干燥特性曲线,设计出油菜籽热风干燥相应的工艺方案.通过Simulink仿真,研究了PID控制和模糊PID控制在油菜籽热风干燥控制系统中的温度响应特性和系统适应性.结果表明:在目标温度设定为65℃时,与PID控制相比,基于模糊PID控制的油菜籽热风干燥控制系统最大超调量减小了5.68%,调节时间减少了37s,静态误差减小了0.1%,模糊PID控制具有更好的动态和静态响应特性.在系统参数改变的情况下能满足油菜籽热风干燥的工程应用需求,具有比PID控制更好的适应性.     

模糊PID控制的电子节温器对油耗的影响

针对传统内燃机水温控制系统不能准确、快速、稳定地调节发动机水温的问题,在Simulink环境下设计了模糊控制器,建立了基于模糊比例-积分-微分(PID)控制的冷却水系统的仿真模型,对使用模糊PID控制的电子节温器与传统机械节温器进行油耗对比试验。仿真及试验结果显示:采用模糊PID控制系统比传统PID控制效果更佳,能减少水温的超调及系统调控的时间。使用模糊PID控制的电子节温器能提高发动机工作时的水温且能有效控制水温的波动,减少风扇开启时间。发动机水温升高能降低发动机的油耗,在新欧洲行驶循环(NEDC)工况下,其节油效率为0.7%;低速小负荷稳态工况下,其节油效率最高可达4.7%。     

模糊PID在油菜籽热风干燥控制系统的研究

为了提高油菜籽干燥过程的控制精度和稳定性,针对目前PID(比例积分微分,Proportion Integration Differentiation)控制超调量大、调节能力弱和适应性差等问题,提出了一种油菜籽热风干燥控制系统的模糊PID控制算法.采用Matlab的模糊推理系统,建立了模糊PID控制器的数学模型和控制规则.根据油菜籽的干燥特性曲线,设计出油菜籽热风干燥相应的工艺方案.通过Simulink仿真,研究了PID控制和模糊PID控制在油菜籽热风干燥控制系统中的温度响应特性和系统适应性.结果表明:在目标温度设定为65℃时,与PID控制相比,基于模糊PID控制的油菜籽热风干燥控制系统最大超调量减小了5.68%,调节时间减少了37s,静态误差减小了0.1%,模糊PID控制具有更好的动态和静态响应特性.在系统参数改变的情况下能满足油菜籽热风干燥的工程应用需求,具有比PID控制更好的适应性.     

基于新型模糊 PID 算法的恒温控制系统研究

为解决传统恒温控制在工农业应用中自动化程度低、精准度不高以及稳定性差等问题,设计了一种基于新型模糊 PID( Proportion Integration Differentiation) 控制理论的自动控制系统。该系统应用 STM32 芯片对温度量进行采集和实时控制,使用矩阵键盘和液晶屏作为人机交互设备,引入新型模糊 PID 控制算法,构建新型模糊PID 控制器,通过迭代算法整定比例、积分和微分参数值,得到加热控制量,控制器根据该控制量按对应的PWM( Pulse Width Modulation) 高电平占空比输出电流量对半导体制冷片进行加热。实验表明,该系统能快速采集系统温度并进行实时控制,将系统温度稳定在预期温度,系统理论绝对误差为 0． 1 ℃ ,实际测量误差为0． 5 ℃ 。系统较好地实现了温度自动检测与控制,解决了自动化程度低、精准度不高以及稳定性差的问题。     

基于行为的模糊PID控制器

现有的模糊PID控制器虽有较好的控制性能,但由于该模型的结构固定,其性能难以得到进一步改进.因此,本文作者才提出了基于行为的模糊PID控制器.这个新的模型不仅保留了现有的模糊PID控制性能上的优点,而且弥补了其性能改进方面的缺陷. 此文首先介绍现有的模糊PID控制器并分析其不足,然后提出基于行为的模糊PID控制器,最后进行基于行为的模糊PID控制器的仿真试验.仿真结果显示,基于行为的模糊PID控制器较之现有的模糊PID控制器有更好的控制性能.