基于MATLAB的PID算法在串级控制系统中的应用

串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量,因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用.对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了双容无自衡串级液位控制系统,并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中.结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制,控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性.     

燃气机热泵变容量控制仿真

为了设计燃气机热泵的变容量控制器,利用建立的仿真模型,通过仿真实验对串级模糊控制和串级PID控制系统的响应过程进行了研究.串级控制系统的主回路分别采用模糊控制和PID控制,比较分析了两种控制策略在不同工况下的控制效果,以及它们克服干扰的效果.仿真结果表明:同串级PID控制相比,串级模糊控制具有超调量少、系统输出比较平缓及达到稳态的时间短的优点;串级控制可以有效地克服系统的干扰,提高控制质量.     

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。     

一种轻型水下机器人控制系统的设计和实现

文章针对水下机器人运行环境的特殊性,设计并构建了一款轻型水下机器人;对其控制系统进行了总体设计,并搭建了以STM32微控制器为核心的软硬件平台;根据该机器人的结构特点和运动特性,分别设计了单级和串级比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器对机器人进行深度及姿态控制,将姿态控制器和深度控制器计算得到的控制量并联输出,作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)调节量对电机调速;最后通过水下试验验证了控制算法和控制系统的有效性和可靠性。     

基于云台相机的四旋翼无人机跟踪控制系统

针对四旋翼无人机跟拍过程中视角固定,易丢失目标的问题,设计了一种基于云台相机的四旋翼无人机跟踪控制系统。首先,使用云台相机对地面移动目标进行拍摄,通过对目标的颜色特征和形状特征进行检测识别,使用核相关滤波( KCF: Kernel Correlation Filter) 方法进行视觉跟踪,得到地面移动目标在图像坐标系的位置。然后,通过建立针孔模型,解算出在云台相机带有俯仰角时的无人机与地面目标的相对位置关系。最后,设计了离散串级比例-积分-微分( PID: Proportion-Integral-Differential) 踪控制器,实现对无人机的位移控制,使四旋翼无人机可对地面移动目标进行稳定跟踪。同时设计了串级比例-微分( PD: Proportion-Differential) 控制器以实现云台相机的视角跟踪,增大了无人机的跟踪范围,降低了丢失目标的风险。实验结果表明,所设计的四旋翼无人机跟踪控制系统可实现对地面移动目标的稳定跟踪。     

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.     

一类蒸汽发生器水位控制系统的分段耗散控制（英文）

基于压水堆蒸汽发生器水位的线性变参数模型,应用耗散控制理论,设计了综合和正实性能指标的状态反馈耗散控制器.应用二次型耗散控制器存在的充分必要条件,设计了对应于一个供给率函数的分段状态反馈耗散控制器.为了提高控制性能,在状态反馈耗散控制器的基础上添加了PID控制器组成了双控制系统.仿真结果验证,所设计的两种控制器不仅能够保证闭环系统的渐进稳定,并且能够满足一定的性能指标,双控制系统与串级PID控制系统相比具有更好的控制性能.     

多旋翼飞行器建模与控制器设计

随着各项技术的日趋成熟,多旋翼飞行器的控制器设计也愈发受到重视.为了使四旋翼飞行器在复杂环境下可以进行稳定的飞行,设计了四旋翼无人机飞行器的控制器,根据实际情况对数学模型进行简化,建立了一个四旋翼飞行器运动的数学模型;在Simulink中搭建比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制模型,实现串级PID控制,通过调整PID参数,初步实现了使其稳定飞行的目标.通过在Simulink上搭建系统模型并最终得出仿真结果,证明飞行器的姿态和位置都得到了稳定的控制.     

锅炉主蒸汽温度模糊PID控制系统的研究

本文主要从对模糊PID控制系统和串级PID控制系统的研究中,发现了一种带自调整因子的模糊PID控制器在锅炉主蒸汽温度控制上存在的优点,设计了一种带自调整因子的模糊PID控制系统。在与常规串级PID控制系统的仿真比较中,该系统体现了较好的动态调节品质和较强的鲁棒性。     

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 PFC -PID 的锅炉汽包水位控制系统

根据预测函数控制（Predictive Functional Control,PFC）的基本原理和应用特点,在分析其一般算法的基础上,设计了余热锅炉汽包水位控制系统的预测函数控制器。通过内回路采用传统 PID,外回路采用预测函数控制———预测函数控制与PID 串级控制相结合,取代传统的汽包水位三冲量串级 PID 控制。MATLAB 仿真结果表明,与传统 PID 控制策略相比,PFC PID 控制策略能快速消除给水流量的扰动,且具有较强的鲁棒性,动态品质良好。     

海上风电MPPT灰预测模糊控制的研究

海上风电风速变化很大,采用PID控制难以在不同风速下有好的控制效果.本文在分析PID控制器缺点的基础上,提出灰色预测与模糊PID控制相结合的新型控制方法.模糊PID控制器能够保证在不同风速下均有较好的控制结果,而灰色预测则能够根据以往输出功率给出相应适当的补偿信号,提高控制系统的响应速度,确保最大功率的实时跟踪.对系统...     

基于神经网络PID控制的电液位置伺服系统

针对电液位置伺服系统,利用神经元的自学习、自适应特点,将神经网络与PID控制方法相结合,对电液伺服系统在线边学习边控制,实现系统的快速实时控制。仿真研究表明,该电液伺服系统具有令人满意的静、动态性能。     

分数阶PID控制运用于励磁控制系统

针对传统的PID(proportion integration differentiation)控制器已难以满足励磁控制系统动态、静态性能以及遏制干扰能力的要求,采用比传统的PID控制器多了两个参数的分数阶PID(FOPID)控制器.该控制器调节的范围更加广泛,能够很好的适应当前励磁控制系统的需要.对其控制器与PID控制器做了对比仿真,结果表明:分数阶PID控制器具有优于传统PID控制器的性能.     

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。     

基于模糊补偿的深海作业级远程操控潜水器#br# 自适应位姿控制

摘要： 针对参数变化、流以及其他未知干扰对深海作业级远程操控潜水器(ROV)位姿控制的影响，设计了基于模糊补偿的ROV自适应位姿控制器.从大地坐标系下的ROV系统模型中分离出由于参数变化、流以及其他未知因素所产生的干扰力/力矩，并分析了干扰力/力矩的变化特性，利用模糊逻辑系统(FLS)进行逼近，设计基于干扰力/力矩模糊补偿的ROV自适应位姿控制器；同时，为了消除逼近误差的影响，设计了稳健自适应控制律.结果表明：FLS能够以较高的精度逼近ROV所受到的干扰力/力矩；所设计的基于模糊补偿的深海作业级ROV自适应位姿控制器具有良好的跟踪性能、抗干扰能力和稳健性.     

基于参数稳定空间的PID控制器设计

一阶加纯延时模型难以精确描述被控对象,因此传统的PID控制器不能取得满意的控制效果。基于精确的高阶模型提出了一种最优PID控制器的设计方法。利用广义Hermite-Biehler定理获得使闭环系统稳定的PID控制器集合。在该PID控制器集合中,运用遗传算法寻找基于ITAE指标最优的PID控制器参数。利用广义Kharitonov定理及Monte-Carlo随机试验方法对PID控制器鲁棒性和性能鲁棒性进行评价。仿真结果表明:该文算法对高阶对象具有良好的控制性能,对模型的不确定因素具有较好的适应性和鲁棒性。从而证实了该文算法的有效性,可以应用于高阶系统的控制。     

温度控制系统的无超调模糊-PID控制器设计

提出一种针对典型温度控制系统的模糊-PID控制策略,使得系统在无超调的情况下获得最短的调节时间,以节省设备投资.对传统模糊控制方法与PID参数整定进行了改进,仿真结果表明控制器设计方法简单实用,并有良好的控制效果.     

欠驱动智能水下机器人的自抗扰路径跟踪控制

为削弱欠驱动智能水下机器人(AUV)在路径跟踪过程中遇到的外界环境干扰和载体内部信号传输干扰的影响,以某欠驱动AUV为研究目标,基于自抗扰控制技术以及在Serret-Frenet坐标系下建立的路径跟踪误差方程,结合水下机器人相关运动学及动力学方程,建立了二阶自抗扰路径跟踪控制器,并进行了与传统PID控制器的对比仿真实验.仿真实验包括水平面随机干扰下的圆路径跟踪和渐变干扰下的空间螺旋线跟踪.仿真结果表明,基于自抗扰控制技术的欠驱动AUV路径跟踪控制器能够实现相应的参考路径跟踪任务,同时,相比于传统PID控制器,自抗扰路径跟踪控制器能够更有效地抑制干扰造成的颤抖、超调等现象,具有更优的控制效果.     

剪叉机构升降台模糊PID控制

针对传统PID控制对剪叉机构升降台的非线性系统无法控制的问题,利用模糊控制较好地解决非线性因素造成的不利影响,设计基于模糊控制和PID控制的FUZZY PID剪叉机构升降台控制系统.对模糊系统的参数自动调整,避免设计过程中参数的大量调试工作,并使系统获得更好的控制性能.利用MATLAB针对不同控制器进行仿真,仿真结果表明FUZZY PID控制器消除了由系统非线性产生的爬行现象,使系统运行更加平稳快速,具有比PID控制器更好的控制效果.