一种高稳快速跟踪微分器及其应用

研究了一种高稳快速跟踪微分器,实现快速跟踪目标信号和精确求解目标信号的微分信号,并将其应用于卫星天线的姿态控制.以有界扰动二阶系统为研究对象,设计了一种新的非光滑控制器,证实了这种控制器的稳定性、快速收敛性和强扰动抑制能力;结合非光滑控制器和非线性跟踪微分器设计了一种新的高稳快速跟踪微分器（HSSTD）,证明了这种跟踪微分器的稳定性,验证了这种跟踪微分器可以快速准确地跟踪目标信号并精确求取目标信号的微分.将所研究的高稳快速跟踪微分器应用于移动卫星天线的姿态控制,实验证实了这种跟踪微分器可以实现天线姿态的快速稳定控制,保证天线与目标卫星间的稳定通信.      

一种不完全微分PID的多环Smith预估控制

提出一种不完全微分PID控制器组态,代替理想的PID控制器进行控制.对于系统外扰的影响,采用一种多环Smith预估器系统,利用MATLAB进行仿真.结果表明,该控制系统具有良好的抗外扰性能,可改善系统的调节品质.     

一种采用AW补偿器的非线性PID控制器及其在飞航导弹控制中的应用

韩京清等曾利用非线性跟踪-微分器和非线性组合方式改进经典PID调节器,以提高其适应性和鲁棒性.然而,在飞航导弹的控制系统中,舵系统存在硬饱和(舵偏角限制)和软饱和(舵转动速率限制)效应,控制受限问题十分突出.降低了非线性PID控制器(NLPID)的性能.本文采用Anti-Windup补偿器改进非线性PID控制器,并将这种改进的NLPID控制器应用于飞航导弹的控制系统中,取得了良好的控制效果.对特征点的仿真,以及全弹道仿真都验证了其控制性能,结果显示该控制器可以广泛应用于各类飞行控制系统.     

基于模糊自适应整定PID的水下焊缝跟踪

针对水下焊接过程中焊缝跟踪控制的难点问题,设计了一种用于水下焊缝跟踪的模糊自适应整定PID(比例-积分-微分)控制器,采用模糊控制器充当调节器,在线调整PID控制器的3个参数,利用PID作为控制器,实现控制量的输出;讨论了该控制器的设计方法,并在相应模型的基础上进行了带扰动的控制模拟.仿真结果表明,该模糊自适应整定PID控制器的动态响应快、超调量小、稳态精度高、抗干扰能力强,能够满足水下焊缝跟踪的要求.     

分数阶PID控制器及其数字实现

提出一种新的比例、积分、微分(PID)控制器——分数阶PID控制器(包含分数阶积分器和微分器)，把传统的PID控制器的阶次推广到分数领域，它不但适合于分数阶系统，也适用于某些整数阶系统，并能够取得一些优于整数阶PID控制器的效果．给出了分数阶PID控制器的一种数字实现形式，运用Grunwald—Letnicov分数微积分定义，取有限项作近似处理，从而可以直接在时域中运用Z变换方法来计算分数阶PID控制器．仿真结果证明了所给方法的有效性．     

基于非线性微分几何理论的半间歇聚合釜温度控制器设计

半间歇聚合反应具有强非线性、时滞、时变的特点,反应机理复杂,其温度控制一直是难点。应用传统的串级PID控制结构,无法保证温度控制在允许的误差范围内。为保证产品质量,设计了一个非线性控制器来提高温度控制精度。根据Chylla-Haase反应器模型,利用非线性微分几何理论,通过微分同胚和状态反馈,实现输入-输出精确线性化,在此基础上引入误差渐近跟踪项和积分器,设计出温度渐近跟踪控制器,通过调整控制器参数,可达到误差快速指数衰减。仿真结果表明该控制器在设定值跟踪和抗干扰方面明显优于串级PID控制器及模糊串级PID。     

旋翼无人机实时视觉跟踪算法

针对背景变化、目标状态变化和短暂遮挡导致的无人机跟踪失败问题,提出了融合基于加速鲁棒特征的光流跟踪器、基于归一化相关匹配(wormalized cross correlation,NCC)的检测器和基于卡尔曼滤波器的位置预估器的目标跟踪算法.此外,设计了基于串级比例-积分-微分控制器(proportion integration differentiation,PID)的位置-姿态外内环控制器,计算目标相对无人机的水平位移,据此通过两级PID算法完成位置-姿态的控制,以确保目标始终位于图像中心附近,实现对目标的有效跟踪.测试结果验证了该跟踪算法的有效性.     

一种新型的Simth Fuzzy PID控制器在网络控制系统中的应用

传统的Fuzzy PID控制器虽然可以自适应地跟踪和调整控制器的参数获得较优性能的网络输出,但是对时延和丢包的补偿作用却并不明显。为了减小时延和丢包对网络控制系统性能的影响,提出了一种改进的Fuzzy PID控制器,即在控制器部分加入Smith预估器,利用预估器对时延和丢包的补偿作用达到提高控制性能的目的,并在TrueTime工具箱中仿真。仿真结果表明,新模型在不同的时延、丢包率以及不同的网络协议下既可以获得更好的输出特性,同时也比传统的Fuzzy PID控制器更加稳定和可靠。。     

基于新型跟踪微分器的车轮滑移率跟踪控制

针对汽车直接横摆力矩控制系统和自动紧急制动系统对快速、准确和稳定的车轮滑移率跟踪控制的需求,提出了一种基于新型跟踪微分器的车轮滑移率跟踪控制器.首先,分别以车轮制动力矩导数、车轮滑移率跟踪误差及其导数作为控制量和状态量,建立了包含复合加性不确定性的车轮滑移率跟踪控制模型.随后,设计了一种新型跟踪微分器来估计车轮滑移率跟踪误差及其导数,为实现车轮滑移率全状态反馈跟踪控制奠定基础.以新型跟踪微分器输出为基础,利用模糊推理系统在线估计和补偿模型的复合加性不确定性,并结合幂函数和线性函数设计了一种具有快收敛速度特征和抑制颤振能力的车轮滑移率跟踪控制律.最后,从实际应用角度仿真验证所提出的车轮滑移率跟踪控制器的可行性和有效性.结果表明,所提出的车轮滑移率跟踪控制器可以快速、准确和稳定地跟踪任意车轮目标滑移率,并且车轮滑移率跟踪残差不大于0.333%.     

金属带式CVT速比的改进PID控制

针对无级变速器（CVT）常规速比控制器的局限性,提出了一种既能满足大规模生产要求,又具有广泛适应性的改进PID速比控制算法。通过分析经典PID控制器原理,确定了该控制器的优点和局限性。为了保留经典PID控制器的优点,同时克服其局限性,在经典PID控制算法的基础上加入了积分分离和微分先行的控制环节,改进后的控制器能有效避免偏差的累积和目标速比阶跃变化等影响,使车辆能够适应多变的交通条件。设计了速比跟踪试验,目标速比以30S为周期在最大和最小速比（2.5～0.4）之间阶跃变化,用以上2种控制器分别对目标速比跟踪。试验结果证明：改进PID比经典PID速比控制器的响应速度显著提高,而且有效地避免了超调的发生。     

智能控制在氧化物炉的应用

针对传统的ＰＩＤ控制参数整定繁琐,对控制对象的参数变化缺乏自适应性,在介绍了模糊控制和ＰＩＤ控制的基础上,提出了Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ的复合控制算法,实验结果表明,采用复合控制的氧化物炉温控制器具有鲁棒性强,动态品质优和精度高的特点。     

基于模糊PID位置控制器的研究

介绍了电液位置伺服控制系统的组成和工作原理.传统PID控制器在受到外界干扰时,容易导致过大的超调甚至引起震荡,从而使得系统的动静态性能变差.针对此问题,设计了结合PID控制和模糊控制优点的模糊PID控制器.在MATLAB/Si mulink环境下进行仿真,结果表明,与传统的PID控制器相比,该方法改善了系统的动静态性能,同时也提高了控制系统的鲁棒性和抗干扰性.     

用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定

为扩展传统的的PID控制，在分析FUZZY CONTROL(模糊控制)和PID控制原理的基础上，得出了FUZZY和PID控制相结合的一种复合控制的有效结构．介绍了FUZZY控制器设计中的几个关键问题．通过readfis命令把MATLAB中的FUZZY TOOL BOX与SIMULNK结合起来，实现了对几种典型对象的控制仿真，其结果显示，三种典型实例的阶跃响应均接近理想．从而方便并简化了对实际控制系统的设计与调试过程．     

模糊自整定PID算法在应力速度控制系统设计中的应用

选用高斯函数作为模糊子集E,ΔE,U隶属度函数,确定了模糊控制规则。设计出的基于模糊自整定PID的控制器在研制的材料测试机集成数据采集及控制系统的应力速度控制系统中进行了应用验证。验证结果表明,应力速度控制得到实现,且集成度高、稳定性好。     

基于DSP的单相逆变电源智能控制系统

针对逆变电源模糊控制系统输出存在振荡的问题,以数字信号处理器（DSP）为核心,将可变论域思想引入模糊自整定PID控制结构中,设计了一种基于可变论域的模糊自整定PI双闭环逆变电源控制器,实现了在线调整模糊论域的伸缩变化。仿真结果表明：阻性负载情况下,与常规PID控制器相比该控制器的输出超调小、自适应能力强,可以提高逆变电源系统的稳态精度和动态性能。     

基于模糊PID控制的过程控制实验系统的研究

针对温度过程控制实验系统,引入模糊控制理论,建立模糊PID控制系统。利用MATLAB软件的动态系统仿真工具箱SIMULINK进行动态的系统仿真,将模糊PID控制器用于温度过程控制实验系统中。     

基于模糊PID控制的变频空调电气控制系统的设计

本文设计了一种冷热两用的热泵型分体式房间变频空调的电气控制系统,分为室内机和室外机两部分。变频电路采用智能功率模块,利用专用单片机对其进行控制。然后在硬件电路设计的基础上,编制了室内、外机的系统控制软件。选定模糊控制方案,设计了二维模糊温度控制器,提出了一种适于实时控制的温度控制器,并通过仿真验证了该方法的合理性。     

电子节气门仿真控制

简要介绍了电子节气门技术的发展情况、系统的典型结构和工作原理,分析了电子节气门系统机械结构中存在的非线性问题,建立了其数学模型,设计了3种控制器(PID控制器、模糊控制器、滑动模态控制器)并进行了仿真.对仿真结果进行分析表明,PID控制器的控制精度较差,而且超调严重;模糊控制器具有较好地跟踪性,但存在一定的滞后现象;滑动模态控制器具有和模糊控制器相当的跟踪性能而且滞后得到了较好的改善,可以较好地满足控制要求.     

Fuzzy-PID控制器

本文在分析简单Fuzzy控制器的基础上,提出了一种将模糊集理论与常规PID控制相结合的Fuzzy-PID控制器。文中分析了该控制器的原理及算法,并用STD总线工业控制机实现了对实验电阻炉的控制。结果表明该控制器具有较好的控制效果。     

超精密机床油温控制系统微机模糊控制器设计

本文阐述了模糊控制算法原理，特别是超精密机床油温控制系统微机模糊控制器的设计过程（包括控制器结构的确定、模糊控制器的简化快速算法和控制表的求取等），并与ＰＩＤ控制器进行了比较，得出了微机模糊控制器具有超调量小、到达稳定的时间较短、对参数变化不敏感等优点．