一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计

针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法.采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数.当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致性能下降甚至出现稳定性问题,同时PID算法中的积分作用也可能出现饱和现象.改进的方法基于输入-输出观测数据和输入约束信息,在PID控制环节后串联一个类似抗积分饱和的环节,适应控制器输出过大需要限定的客观要求.通过控制器结构设计和仿真,演示了改进方法的有效性.     

执行器速率饱和下的系统归一化及控制性能定量评估

为解决控制器设计中是否需要对执行器速率饱和影响进行补偿的问题，针对速率饱和现象对控制性能的影响进行了定量分析.基于频域时间尺度变换特性，提出了一阶惯性时延被控对象所在闭环系统在执行器速率饱和下的参数归一化方法，将可变参数由4个简化为1个.采用近似最大灵敏度约束积分增益优化(AMIGO)和Skogestad内模控制(SIMC) 2种比例-积分-微分(PID)整定方法来设计控制器参数.经过仿真和逆归一化处理，得到了在恒定系统超调下执行器临界速率饱和值与系统参数之间的数学模型.分析结果表明：AMIGO-PID和SIMC-PI控制器对应的数学模型的平均精度分别为13.89%和2.17%;在相同系统最大超调下，相较于AMIGO-PID控制器，SMIC-PI控制器对执行器的动作速率要求更低，说明SIMC-PI控制器对于执行器的速率饱和影响具有一定的缓和作用；当实际执行器速率饱和值小于模型估计值时，应对速率饱和的影响进行补偿，反之可忽略其影响以节约设计成本.     

广义有理传递函数抗饱和控制器设计

传递函数是控制器最常用的模型之一.本文提出了一种新的广义有理传递函数抗饱和控制器的设计方法.借助条件技术中的“可行参考输入”信号的定义,给出了框架中三类控制器的具体设计参数,进而将广义有理传递函数抗饱和控制器结构图在条件技术下进行等效转换,并求出了新的“参考输入信号”(w).通过MATLAB实例仿真得出:该抗饱和控制器设计合理,条件作用技术可以让发生饱和的系统在退出饱和的瞬间仍然跟踪原来的参考输入信号,使系统丝毫感觉不到在退出饱和后带来的不利影响.     

无刷直流电动机Anti-windup PID控制系统的研究

本文首先建立了无刷直流电动机系统的仿真模型,并在此模型的基础上,提出了具有一种抗积分windup现象的变结构PID控制器,即基于Anti-windup的PID控制器.仿真实验结果表明,该控制方法能较好地抑制积分饱和,实现系统的快速、无静差调节.     

条件技术下静态内模控制抗饱和框架稳定性分析

首先通过MATLAB仿真表明饱和现象给控制系统带来的恶劣影响.在明确发生饱和的本质原因基础上,利用条件技术设计静态内模控制抗饱和框架,并进一步通过仿真实例验证条件技术下的静态内模控制框架的抗饱和效果优于单独采用静态内模控制抗饱和框架.最后利用Popov稳定性判据证明静态内模控制抗饱和框架的全局渐进稳定性.     

广义有理传递函数抗饱和控制器设计

传递函数是控制器最常用的模型之一。本文提出了一种新的广义有理传递函数抗饱和控制器的设计方法。借助条件技术中的"可行参考输入"信号的定义,给出了框架中三类控制器的具体设计参数,进而将广义有理传递函数抗饱和控制器结构图在条件技术下进行等效转换,并求出了新的"参考输入信号"wr。通过MATLAB实例仿真得出:该抗饱和控制器设计合理,条件作用技术可以让发生饱和的系统在退出饱和的瞬间仍然跟踪原来的参考输入信号,使系统丝毫感觉不到在退出饱和后带来的不利影响。     

基于条件技术的三自由度内模控制抗饱和设计

在研究二自由度内模控制具有抗饱和功能的基础上,提出了三自由度内模控制抗饱和框架.详细阐述了3个控制器的设计步骤,并分析了系统的渐近稳定性.Q1(s)和Q2(s)采用传统的内模控制原理设计,Q3(s)采用条件作用技术设计.通过Popov稳定性判据证明了系统的渐近稳定性.经仿真表明,三自由度内模控制抗饱和结构具有抗饱和、参考跟踪和抗干扰的功能.     

广义有理传递函数抗饱和控制器设计

传递函数是控制器最常用的模型之一。本文提出了一种新的广义有理传递函数抗饱和控制器的设计方法。借助条件技术中的“可行参考输入”信号的定义，给出了框架中三类控制器的具体设计参数，进而将广义有理传递函数抗饱和控制器结构图在条件技术下进行等效转换，并求出了新的“参考输入信号”w^r。通过MATLAB实例仿真得出：该抗饱和控制器...     

一种采用条件技术的抗饱和补偿控制器

将条件技术的抗饱和设计方法应用在以状态空间形式表示的系统中,通过引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和补偿控制器.经仿真结果表明,所设计的控制器能使整个控制系统具有明显的抗饱和效果;条件技术下的可行性参考输入也与实际的阶跃输入信号非常接近,并在很短的时间内就能达到完全一致,整个系统就不会感觉到由于改变参考输入信...     

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。     

户式中央空调的控制系统仿真研究

以MATLAB6.x为基础,对户式中央空调末端装置(风机盘管)的控制系统进行了仿真研究,并将模糊控制方法与常规PID控制方法进行比较,揭示了模糊控制适用于空调精度要求高的场合,而在空调参数可变的场合(如户式空调),PID则能更快地使空调房间达到舒适要求。     

变风量空调系统模糊PID控制的仿真

针对目前变风量(VAV)空调系统参数整定困难,将模糊控制和常规PID控制相结合,提出一种基于模糊控制规则的模糊PID控制方法及模糊PID控制器的设计思路,并将其应用于VAV空调室温控制中．通过与常规PID控制器的室温控制仿真曲线比较表明：当条件变化时,模糊PID室温控制实现了参数在线自整定,取得了较好的控制效果;模糊PID控制动态响应快,控制精度高,超调量小,具有较强的鲁棒性;所需送风量更接近实际负荷的需要,达到了既舒适又节能的效果．     

基于神经网络的变风量空调控制回路设计

针对变风量空调系统的结构原理和功能特性,以房间温度控制回路为例,利用PID控制方法,研究设计变风量空调系统的控制回路。通过对实际系统的控制结果表明,实现对系统的神经网络控制,可取得更好的控制效果。     

PID神经网络解耦控制技术在VAV中的应用

通过采用PID系统神经元网络解耦控制技术，对耦合强烈的具有变风量空调系统传递函数矩阵形式的4维传递函数矩阵系统进行解耦控制，通过解耦控制仿真研究，可以看出取得了很好的解耦效果，为变风量空调系统（4个回路）的解耦控制提供了有效的方法。     

HAUNI松散回潮设备热风温度稳定性的研究

为解决HAUNI松散回潮过程控制能力低,热风温度标准偏差大的问题,通过探索合理的预热温度偏差设计,优化热风系统的比例-积分-微分(PID)控制,从而达到降低片烟热风温度的标准偏差。结果表明:调整预热温度偏差对热风温度过程控制影响较大,当预热偏差设定为6K时,有利于在过料初期热风温度能够快速降低至中心值附近;对PID控制参数的调整可以有效控制热风温度的稳定性,当对应PID值分别为3.4、36、12时,批次间热风温度的标准偏差值控制效果最好,研究结果对于提高片烟的质量具有重要的价值。     

一种用于修磨的机器人的PID控制法

为磨平钢坯细微缝隙的修磨机器人(SGR)提出了一种PID控制法。这种控制法利用前馈力矩作为总体补偿和一个反馈力矩校正轨线跟踪误差,其优点在于它的积分作用消除了机器人的稳态跟踪误差。最后,给出了SGR机器人的计算机仿真结果,验证了此控制法的有效性。     

双向DC-DC变换器并联仿真

双向DC-DC变换器采用双向半桥变换器拓扑结构,首先阐述了双向半桥变换器的工作原理,并分析了电源的并联特性及自主均流法的工作原理,给出了参数设计方法.以Buck/Boost变换器并联系统为例,采用PID控制方式,应用Matlab对该模型进行了仿真,将仿真结果与未加均流方法进行比较,结果表明Buck/Boost变换器能实现能量的双向传递并且能很好地实现均流,从而验证了分析的正确性,为双向DC-DC变换器自主均流技术的推广应用提供仿真经验.     

神经智能PID控制算法应用

提出将 Ｐ Ｉ Ｄ 继电自整定与神经元自适应 Ｐ Ｉ Ｄ 控制相结合,利用 Ｐ Ｉ Ｄ 继电自整定法获取神经元自适应 Ｐ Ｉ Ｄ 控制器权系数的初值,实现对一般工业对象（一阶惯性加纯滞后环节）的智能控制．仿真和实时控制结果表明,这种控制策略是对实现全自动型工程控制器的有益尝试．该智能控制算法切实可行,鲁棒性强．     

热处理电阻炉炉温的自适应模糊PID控制

热处理电阻炉温度控制具有大的滞后性、非线性、难以获得准确数学模型的特点。目前热处理炉温度控制系统中常采用的PID控制器难以进一步提高温度控制系统的控制精度,无法与PC机进行通信,难以实现对热处理数据的管理。基于模糊控制无需精确数学模型和PID控制的良好稳态控制特性,本文选用单片机结合模糊PID控制策略对热处理加热炉进行了控制,减小了系统的调节时间,提高了温度控制精度。     

神经网络PID控制器在高大空间恒温空调系统中的应用

针对暖通空调领域中高大空间恒温空调系统大滞后、慢时变、非线性的特点以及不确定干扰因素多的实际情况，将具有自学习、自适应功能的神经网络PID控制器应用于空调系统中，并利用非线性辩识算法对控制过程进行预测输出，最后在空调房间数学模型的基础上通过Matlab环境下的计算机仿真和对某电视台大型演播室进行温度控制实验相结合，发现在高大空间恒温空调系统中神经网络PID控制响应快、超调小，验证了神经网络PID控制器的实用性和有效性．