基于模糊自适应PID的单轴转台控制系统

为了补偿四旋翼无人机中微机械系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)陀螺仪的漂移误差,提高无人机控制的精度,设计了一种无人机MEMS陀螺仪校准单轴转台系统。由于单轴转台控制系统中存在不同程度的非线性和时变性,所以导致无法得出转台精确的数学模型,以致传统PID控制无法达到理想的控制效果。针对这一问题,提出了模糊控制和PID控制相结合的方法,即模糊自适应PID控制。该控制系统通过模糊规则对PID控制的参数进行在线整定,能够根据实际情况实时在线完成PID控制的参数调整,以保证实现单轴转台的控制精度及快速时间响应能力。实验采用传统PID控制策略与文中所提模糊自适应PID控制策略进行仿真对比,结果表明:模糊自适应PID控制的转台系统超调量小、响应速度快、鲁棒性好,具有控制灵活和适应性强的优势。     

模糊自适应PID控制在桥式起重机智能防摆中的应用

针对桥式起重机模型的非线性和不确定性,在建立数学模型的基础上,完成了基于模糊自适应PID防摆控制器的设计;控制器在角度环和位置环分别采用了模糊控制器和模糊PID控制器,可对吊重摆角和小车定位进行有效地控制,提高起重机的工作效率;通过MATLAB/SIMULINK仿真证实方法的可行性,并且与常规PID控制进行比较,方法响应速度快,稳态精度高,而且对于不同的绳长和吊重质量方法具有较好的鲁棒性。     

三轴飞行转台控制系统的仿真研究

以三轴飞行转台内框伺服控制系统为研究对象,提出了常规PID控制算法和基于模型预测的BP神经网络PID控制算法,并对阶跃、斜坡、加速度输入信号进行MATLAB仿真,得出误差曲线.仿真结果对比表明,在控制对象不确定的情况下,后者是较优越的一种算法,对改进转台控制效果有着较大的参考意义.     

动龙门石材数控加工中心双轴同步驱动控制技术研究

目的研究双轴同步控制系统动态模型和误差补偿算法,降低双轴同步误差,提高机床加工精度,延长机床零部件使用寿命.方法利用i_d=0的PMSM矢量控制方法对电流环进行设计并应用工程设计法依次设计出速度环和位置环.在分析双轴控制系统模型的基础上,提出了在偏差耦合控制方式下,采用模糊PID控制算法对偏差进行补偿调节的控制方案,并与常规PID算法进行比较.在Matlab/Simulink环境下建立了双轴控制系统的数学模型,并对两种算法分别进行仿真.以异型石材车铣复合加工中心(HTM50200)作为实验平台进行实验,测量进给轴在两种控制方式下的单轴跟踪误差和双轴同步误差.结果实验结果表明,相比常规PID,在模糊PID算法控制下X_1,X_2轴的单轴定位精度分别提高了87%和80%,双轴同步误差由0.01 mm降为0.003 4 mm,笔者提供的控制方案有较好的控制效果.结论与采用常规PID算法相比,采用模糊PID控制算法的偏差耦合系统具有更好的同步控制精度,鲁棒性更强.     

基于灰色理论PID控制的伺服转台研究

针对伺服转台系统带有未建模特性的实际情况,以及传统PID控制无法满足高精度伺服转台的指标,利用灰色理论对未知信息数据的处理能力,对不确定量建立了灰色模型,实时补偿系统的未建模特性和干扰信号,提高控制精度．仿真显示应用灰色理论PID控制的伺服转台系统,控制精度明显改善,同时适应了工程控制的实际需要．     

高精密伺服转台控制系统的设计

该文设计并研制了高精密伺服转台的控制系统。该控制系统采用圆光栅作为转台位移检测工具,采用了数字位置环和模拟电流环共同组成双闭环随动系统,其中位置控制器是带有速度前馈和加速度前馈的数字PID伺服滤波器。实验结果表明,该转台运行1.148h过程中位置伺服精度在±1″范围内,控制系统速度阶跃响应时间小于50ms;运动稳定,速度变化范围小于±10%,满足高精密伺服转台位置伺服的精度要求。     

基于模糊PID的发动机怠速控制与自动代码生成

针对发动机怠速控制中传统PID控制器鲁棒性差、抗干扰能力差、对被控对象参数变化敏感等问题,提出了模糊PID控制技术。采用基于模型的开发(Model-Based Development,MBD)流程,并用在环测试技术进行验证。首先建立发动机平均值模型,进行基于传统PID怠速控制的模型在环(Model-in-the-Loop,MiL)仿真,观察控制效果。之后采用模糊自适应PID控制方法,根据ISO26262对MBD的要求分别进行模型在环、自动代码生成后的软件在环(Software-in-the-Loop,SiL)测试,结果表明:相比常规PID,采用模糊PID控制时转速响应时间减至2,无超调,干扰下的转速波动小于1,效果明显更优。     

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。     

陀螺稳定平台控制算法比较研究

针对一款实验教学陀螺稳定平台,文章分别采用常规PID控制算法,变参数PID控制算法和变参数自调节模糊PID控制算法对速率环进行控制。仿真结果表明,系统采用变参数自调节模糊PID控制算法响应速度快,超调量小,抗干扰能力强,较常规PID和变参数PID控制算法具有更好的动、静态性能。     

基于变论域模糊PID的航空转台控制系统研究

航空转台是进行地面仿真的关键设备,其控制系统的随动性对地面仿真结果有很大影响。围绕航空转台的控制结构和算法策略,提出使用粒子群优化算法迭代寻优以保证论域最佳的变论域模糊比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制策略。以MATLAB作为仿真环境,分析本文所提算法策略的优化效果,仿真结果表明该控制策略相较于常规PID的时间乘绝对误差积分准则(ITAE)指标有显著提升。搭建以可编程多轴运动控制卡(programmable multi-axes controller,PMAC)控制器为核心的航空转台实物测试系统进行算法验证,实验结果表明,基于变论域模糊 PID的航空转台控制系统可使航空转台的控制精度得以显著提升,超调量更小,调节时间更短,同时具备实用性,极大地提高了航空转台控制系统的随动性。     

基于变论域模糊PID的航空转台控制系统研究

航空转台是进行地面仿真的关键设备,其控制系统的随动性对地面仿真结果有很大影响。围绕航空转台的控制结构和算法策略,提出使用粒子群优化算法迭代寻优以保证论域最佳的变论域模糊比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制策略。以MATLAB作为仿真环境,分析本文所提算法策略的优化效果,仿真结果表明该控制策略相较于常规PID的时间乘绝对误差积分准则(ITAE)指标有显著提升。搭建以可编程多轴运动控制卡(programmable multi-axes controller,PMAC)控制器为核心的航空转台实物测试系统进行算法验证,实验结果表明,基于变论域模糊 PID的航空转台控制系统可使航空转台的控制精度得以显著提升,超调量更小,调节时间更短,同时具备实用性,极大地提高了航空转台控制系统的随动性。     

电液伺服系统摩擦力补偿研究

本文以电液伺服控制系统为研究对象,分析了常规PID控制器的缺陷,并针对摩擦力对系统控制性能造成的不良影响,采用在PID控制器的基础上,分别加入颤震信号和脉冲信号对摩擦力进行补偿。通过仿真实验分析,对比PID控制与补偿控制,结果表明所采用的补偿方法补偿了摩擦力产生的定位误差,提高了系统的稳定性及定位精度。     

模糊控制在坦克炮控伺服系统中的应用

针对坦克炮控这一包含非线性和不确定性的复杂系统。提出了应用模糊控制方法设计的由电流环和速度环构成的双闭环控制系统，其中电流环采用常规的PI调节器设计，速度环采用模糊自适应的PID控制器设计。仿真结果表明，该方法与常规的控制方法相比，具有良好的静、动态特性，从而证明了该设计方法的正确性和合理性。     

自整定内模PID控制在非圆销孔加工中的应用

将工业过程控制方法用于微位移压电陶瓷驱动器控制,提出了一种自整定内模PID控制方法.该方法结合内模控制、PID控制和前馈控制,针对非圆销孔加工的特点,采用双环的控制结构,内环主要对控制对象进行等效,提高其动态性能;外环通过时间乘绝对误差的积分(ITAE)优化内模PID的整定参数.鲁棒性分析、仿真及实验表明,系统具有很强鲁棒性,能快速响应,在工作频率低于20 Hz时具有较好跟踪性能,达到了快速跟踪和减少滞环的目的.     

二维数控精密转台精度计算与分析

根据二维转鼓的生产要求和提出的技术指标,对二维数控精密转台进行了精度计算和分析。介绍了对转台精度起主要影响作用的各项误差,得到二维数控精密转台的指向误差,并对指向误差进行分配,得出二维数控精密转台三类误差指标。     

数字随动系统速度环的控制

通过建立电机模型、速度环的数学模型,分析了不同的控制规律,如常规PID、模糊控制和自适应PI控制等相关控制算法的特点,并选择了一种应用到数字随动系统速度环,实现了较好的控制效果,具有一定的实用价值。     

茶叶杀青机温度控制系统SOA-PID控制研究

为了提高茶叶杀青机的温度控制性能,改善常规PID控制参数整定不良、控制精度差等缺陷,提出了将SOA-PID控制应用到茶叶杀青机温度控制系统中.在常规PID控制的基础上,结合茶叶杀青机温度控制系统的数学模型,利用SOA算法整定得到优化的PID控制参数,并利用MATLAB对常规PID和SOA-PID控制进行仿真对比实验.实验结果显示,在保证控制精度的前提下,SOA-PID控制能够提高温度控制的稳定速度,缩短温度控制的调节时间,增强温度控制的抗干扰能力.SOA-PID控制下的茶叶杀青机温度控制系统的控制性能明显优于常规PID控制,能较好的满足茶叶杀青工艺对温度的控制要求,保证茶叶的杀青效果,具备了应用到实际杀青加工中的条件.     

参数自调节模糊PID控制在胎面联动线直流调速系统的应用研究

在胎面联动线中,应用模糊智能控制与常规PID控制相结合的方法,通过对基于参数自调节模糊PID控制的双闭环直流调速系统进行模拟仿真,证明了其响应速度相对于常规PID控制系统有明显的改善,并克服了常规PID控制自适应、自调节能力差的缺点。     

模糊PID控制在水位控制中的应用与仿真

水位控制系统具有非线性、非最小相位、时滞和强耦合,难以建立精确的数学模型。本文在分析常规PID控制器局限性的基础上,运用模糊逻辑,借鉴三冲量控制方法,将模糊规则整定PID参数的控制方法引入锅炉水位控制中,设计出一种模糊PID控制器,对PID三个参数在线整定。仿真研究和在实验室的实际应用表明,模糊PID控制器特性比常规PID控制器更优良,能有效地改善控制效果。     

无刷直流电机的变论域模糊自适应PID控制系统设计

为了改善无刷直流电机的调速性能,针对普通模糊PID速度控制器的缺陷,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用.在Matlab仿真平台下,建立了BLDCM的模型,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制系统,其中转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器,电流环采用普通PID控制器.仿真结果表明,与常规PID控制器和普通模糊PID相比,采用变论域自适应模糊PID控制器的优势在于:转速输出无超调、响应速度快、控制精度高,具有较强的鲁棒性和自适应能力.