带Smith预估器的模糊PID组织温度控制系统

针对激光热疗法中组织温度模型的纯滞后和大惯性,提出一种新颖的带Smith预估器的模糊PID控制系统.模糊PID控制器是由一个简单的模糊PI控制器和一个简单的模糊PD控制器并行结合而成.模糊PID控制器的增益通过解析推导与线性PID控制器的增益相联系.设计好的线性PID控制器的增益可用于在线设计模糊PID控制器.计算机仿真结果表明模糊控制系统在组织温度控制中比对应的线性PID控制系统鲁棒.     

模糊控制器的PID描述及量化因子整定

以二维模糊控制器为例 ,对模糊控制器的输入、输出关系引入PID描述函数。通过类比 ,凸现二维模糊控制器位置输出时的PD特征和增量输出时的PI特征 ,从而揭示模糊控制器的本质是PID参数的模糊自适应校正作用。正是这一模糊校正过程 ,使模糊控制器获得了普通PID控制器所不具备的优良控制品质。据此 ,可借用PID工程整定方法 ,得到实用性较强的模糊控制器量化因子的DY综合整定法     

参数不确定对象的模糊非线性PID控制方法

针对传统 PID 控制不能同时获得较佳的动静态性能和一些非线性 PID 控制需构造合适的非线性函数和附加参数调整等问题,提出了将一维模糊控制器与 PID 控制器相级联构成了一个新型模糊非线性 PID 控制器。该一维模糊控制器只需用五条控制规则,实现了输入与输出的非线性增益关系,并且模糊非线性 PID 控制器利用原有的 PID 控制参数,易于实现。同时针对一类参数不确定的被控对象,采用基于蒙特卡罗方法进行随机试验得出了一种控制系统的性能评价方法     

模糊控制器的线性与非线性结构分析

从解析的角度分析了采用三角形隶属函数、线性控制规则,Probabilistic AND和Lukasiewicz OR模糊逻辑时模糊控制器的结构。证明了在用某些推理和决策方法时,模糊控制器等于线性的PI(PID)控制器,而在其它情况下为非线性的PI控制器。     

一类多平衡态非线性系统的动态输出反馈鲁棒容错控制

针对一类多平衡态非线性系统,考虑系统具有范数有界时变参数不确定性,存在执行器故障时的绝对稳定控制问题.对于Lur’e型多平衡态非线性系统,基于将Leonov的频域判据转化为H∞次优问题,考虑系统具有范数有界时变参数不确定性,且系统的执行器出现故障时,采用动态输出反馈控制,给出系统鲁棒容错控制器存在性问题的判据,进一步给出了基于LM I(线性矩阵不等式)的鲁棒控制器的设计方法.仿真表明了该方法的有效性.     

无刷直流电机转速智能混合控制器设计

提出一种传统PI(比例 积分)结合自适应模糊PID(比例 积分 微分)的智能混合控制器, 以提高无刷直流电机转速跟踪和动态适应能力. 该控制器通过开关函数根据转速误差在稳态的PI控制器和瞬态的自适应模糊PID控制器之间灵活切换. 自适应模糊PID包含两级模糊逻辑控制器: 一级模糊逻辑控制器自适应调节PID增益; 二级逻辑模糊控制器对一级模糊逻辑控制器的缩放因子自动调节. 在MATLAB/Simulink环境下进行仿真测试, 测试结果表明, 相比于传统PID和模糊PID控制器, 智能混合控制器在各种条件下的转速响应、 稳态误差和超/欠调量等均有较大改善, 表明其具有更好的鲁棒性、 抗干扰性和动态适应能力.     

模糊PID双层参数整定及其在固化炉中的应用

提出了一种模糊PID(proportion integration differentiation)控制器的双层参数整定方法。将模糊PID控制器的参数整定分为比例因子的整定与模糊隶属度函数参数整定2部分。推导出模糊PID控制器的解析模型,该解析模型包括线性部分和非线性补偿2个部分。整定的过程中,把模糊PID控制器解析模型的非线性补偿看作过程扰动,由线性部分和被控对象的二阶纯时滞模型,基于系统的增益裕度关系,导出模糊PID控制器的比例因子。再基于粒子群优化算法(PSO,particle swarm optimization)对三角隶属度函数进行优化,使控制器进一步适应被控对象的动态特性。仿真结果表明了研究方法的有效性以及应用在芯片固化炉的温度控制过程中,提升温度控制的效果。     

基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统设计

在前馈控制器设计思想的启发下,提出了一种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统。该控制系统首先把非线性过程近似为一个线性的ARX模型和一个基于神经模糊系统的线性化误差模型(FNNM)组成的合成模型,把线性化误差模型的输出看作可测量的"扰动",然后再引入前馈控制器,利用被控制过程的输入、误差模型的输出、线性ARX模型输出和系统输出值之间的误差以及被控制过程的合成模型的梯度信息对控制器参数进行在线调节,从而获得较好的控制结果。将提出的基于线性化误差模型的自适应控制系统用于简单不可逆放热反应的连续搅拌型化学反应器CSTR中,并与传统的PID控制器进行比较。仿真结果表明:这种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制器和PID控制器相比,能得到更快、更好的控制效果。     

自适应模糊PID轧机液压AGC系统特性研究

针对液压厚度自动控制系统(Automatic Gauge Control,简称AGC)存在时滞性、时变性的问题,以及传统PID控制器的PI参数无法在线实时修改的局限性,提出了结合模糊控制理论,设计构造模糊自适应PID控制器的解决方法。即确定输入和输出变量,定义各变量的隶属度函数,求解输入变量和输出变量的比例因子,建立系统的模糊规则表,利用重心法解模糊后,实现实时在线调整PI参数的目的。通过MATLAB仿真实验,对系统的时域特性及频域特性进行分析,得到模糊自适应PID控制器比传统PID控制器能够更快速的达到稳定,系统无超调量,无稳态静差,抗干扰能力强,取得了较好的控制效果。     

改进的加热过程模糊自调整PID算法及仿真分析

为解决工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变的非线性受控对象难于控制的问题,提出一种改进的控制算法.该算法采用1个单输入3输出的模糊控制器结构代替3个单输入单输出模糊控制器结构,通过Mam-dani模糊推理运算自调整PID(Proportional Integral Derivative)参数,并结合Smith预估补偿控制作用,优化系统动态响应指标,改善了控制器性能.将其应用于注塑机加热过程的温度控制中,并与常规PID控制器和Smith预估PID控制器比较.仿真结果表明,该控制器各项性能均好于其他两种控制器,调节时间为420 s,超调量和稳态误差均为0,具有抗干扰性强和鲁棒性好等优点,为进一步改善注塑机加热过程的实际控制性能提供了理论依据.     

典型模糊控制器的结构分析

为了研究模糊控制器的本质，本文推导了输入、输出隶属函数均采用等腰模糊数的一类双输入单输出模糊控制器的解析表达式，证明了这类模糊控制器相当于一个全局二维多值继电器与局部非线性PI控制器的和。     

LQR优化的BP神经网络PID控制器设计

针对传统神经网络PID(比例 积分 微分)控制器和传统线性二次调节器(LQR)优化型PID控制器对无刷直流电机转速控制恢复时间长及抗干扰性较差等问题, 提出一种LQR优化的BP神经网络PID控制器, 用于无刷直流电机的转速控制. 首先, 利用BP神经网络对PID增益进行调节, 提高控制器的动态适应性和鲁棒性； 然后, 采用LQR优化BP神经网络最优输出, 使其更接近目标PID增益. 仿真结果表明, 该控制器有效提高了响应速度, 减小了稳态误差并增强了抗干扰能力.     

模糊神经免疫自适应PID在恒张力控制系统中的应用

应用免疫反馈系统原理和模糊神经网络控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊神经免疫自适应PID控制器,阐述了该控制器的特点、控制规律和整定方法.控制器参数P、I和D分别由模糊神经免疫反馈系统和模糊神经网络控制器在线修正.进行了恒张力控制系统的动态仿真,并与数字PID和模糊PID控制进行了比较.仿真结果表明,模糊神经免疫自适应PID控制器响应速度快、控制输出稳定、抗干扰能力强和鲁棒性好,较传统PID和模糊PID控制器具有更好的动、静态特性.     

非线性大滞后系统的单神经元模糊预测控制

提出一种单神经元模糊预测PID控制策略,无需对复杂控制过程建立数学模型,只要检测过程的实际输出和期望输出,通过模糊预测控制修正单神经元PID控制规则,即可对非线性大滞后系统实现自适应控制.对于大滞后扰动系统,在稳定性、快速性、鲁棒性方面明显优于常规单神经元PID控制器.仿真结果表明,该方法应用于非线性大滞后系统具有良好的控制品质.     

输入隶属函数不均匀分布时典型模糊控制器的结构分析

针对两输入 (e,Δe)一输出 (u)的典型模糊控制器 ,输入隶属函数为三角形、全交迭、不均匀分布 ,输出隶属函数为单点、均匀分布 ,当采用线性控制规则和 Sum - Product推理方法时 ,证明了输出的解析表达式是一个全局的二维多值继电器与一个局部的线性 PD控制器的和。进而对最常用的输入变量各取 5个模糊集的情况进行了详细分析 ,并将理论结果应用于倒立摆的模型参考模糊自适应控制     

预期动态法在四水箱液位控制中的应用

针对实际生产中常见的双输入双输出过程,基于单位反馈闭环控制结构,根据前馈补偿的思想设计全解耦控制器矩阵,结合二自由度PID/PI预期动态法(DDE)鲁棒性强的特性,设计PID/PI解耦控制方案.同时,对于实际中常见的加性和乘性不确定性干扰,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,给出了基于谱半径判据的判定方法.本文借助...     

基于PLC的模糊PID控制器设计

将模糊控制器和常规PI控制器结合起来,选取合适的隶属度函数和制定出模糊控制规则,分析输入变量的量化因子、输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响。将常规PI控制、模糊PI控制通过THJ-2控制实验装置进行实际的液位控制实验,并用MCGS对系统进行监控。实验结果表明,采用模糊PID控制的水箱液位,较常规PI控制其响应速度快,且较快地达到稳态,从而改善系统的性能。     

非线性离散系统的H∞PI模糊控制器设计

提出了一种非线性离散系统H∞PI模糊控制器的设计方法.将非线性系统用T-S模糊动态模型表示,通过并行分配补偿(PDC)方法设计控制器,利用线性矩阵不等式方法给出PI控制器存在的充分条件.所设计的控制器使得闭环系统渐近稳定并满足给定的H∞性能,仿真算例说明了设计方法的有效性.     

一种新的双模糊控制器的设计

在工程实际中,很多被控对象具有时变、非线性的特点,难于应用常规控制策略进行控制。模糊控制是建立的在人工经验基础上,鲁棒性好,对于线性和非线性系统都具有良好的控制效果。基于模糊控制器的基础上,设计实现了一种新的双模糊控制器,实现对典型非线性系统的控制,仿真结果显示:双模糊控制器有效地减小了系统稳态误差,系统的许多特性如响应时间、稳定时间等也均优于传统的PID控制和模糊控制。     

基于MATLAB的液位模糊控制系统设计

对水箱系统设计一个两维模糊控制器,模糊控制器设计为两个输入一个输出,模糊控制器的输出用来控制阀门的开度,调节水箱的液位。运用MATLAB模糊工具箱实现双输入单输出的模糊控制器,并结合Simulink仿真得到实际液位跟踪给定液位的曲线,仿真结果证实该模糊控制器优越于常规的PID控制器,水箱模糊控制系统获得良好的控制性能指标。