二自由度关节型机器人的自适应模糊滑模控制

针对二自由度关节型机器人控制问题,通过分析传统滑模控制的不足,提出一种自适应模糊滑模控制算法。采用自适应单输入单输出模糊系统来计算控制增益,同时设计了基于Lyapunov稳定性理论的自适应律,最后利用Simulink软件对自适应模糊滑模控制进行仿真实验。结果表明,机器人各关节控制力矩的抖振现象明显减弱,系统性能得到提升;自适应算法的加入使模糊滑模控制能在短时间内随着系统状态的变化自动地进行调节,稳态收敛为常数;在关节型机器人参数不确定和存在外界干扰的情况下,自适应模糊滑模控制算法依然具有良好的鲁棒性和跟踪精度。     

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。     

基于改进LuGre摩擦模型的机器人关节模糊自适应反步控制

为实现机器人关节在非线性摩擦和外界未知干扰力矩等因素影响下的精确和稳定控制,通过改进LuGre摩擦模型来描述系统的非线性摩擦特性,采用自适应算法进行摩擦补偿来逼近摩擦力的变化,并采用模糊神经网络逼近外界未知干扰力矩对系统的影响.引入正切障碍李雅普诺夫（Lyapunov）函数对输出信号进行约束,使误差被限制在给定范围之内.利用双曲正弦函数跟踪微分器解决了虚拟输入微分引起的“微分爆炸”和一阶滤波器精度差问题,将自适应控制方法与反步控制理论相结合,提出了一种带摩擦补偿的模糊自适应反步控制方法.利用Lyapunov判据证明了闭环系统的所有误差最终一致有界,并通过仿真得出本文所提出的控制方法相比于传统PID与神经网络动态面控制（Radial Basis Function Dynamic Surface Control,RBFDSC）,位置跟踪误差分别提高了近7.5%和3%;当LuGre模型参数变化时,自适应算法也可以精确对摩擦力进行跟踪补偿,从而验证了本文所提出的控制策略的有效性和鲁棒性.     

基于全局PID模糊滑模算法的机器人跟踪控制仿真

为了解决机器人跟踪控制过程中采用PID控制算法会出现抖动和误差的问题,提出一种机器人全局PID模糊滑模跟踪控制算法.通过将PID滑模控制和模糊控制相结合,设计了全局PID模糊滑模控制;基于模糊规则,对滑模控制增益进行自适应调整,从而消除建模误差和干扰,削弱了控制时产生的抖振、在线调整控制器参数和估计误差,并通过积分来消除外界干扰,因此提高了控制精度.仿真结果表明,与常规的PID算法相比,该方法在处理控制抖动和消除误差和干扰方面具有极高的鲁棒性.     

基于模糊自适应PID控制的渔船冷库库温调控研究

针对渔船冷库在接收渔获物时外界环境扰动变化大而导致传统控制方式不稳定等问题,提出以渔船冷库库温与期望值的温差、温度变化率为输入参数,以实际库温为输出参数的模糊自适应PID控制系统用于控制渔船冷库。结合渔船冷库库温控制实际影响因素与稳定性要求,设计隶属函数与模糊控制规则。在Matlab/Simulink运行环境下搭建仿真模型,得到在渔船冷库环境下的模糊自适应PID控制系统与PID控制系统的响应曲线。使用加权综合评判算法对模糊自适应PID控制系统与PID控制系统进行对比研究。结果表明,在阶跃信号的作用下,模糊自适应PID控制的鲁棒性较PID控制更强,更适合在渔船冷库连续变化的工况下调控库温。据此,提出以模糊自适应PID控制特征为基础的渔船冷库库温调控方法。     

六旋翼植保无人机模糊自适应PID控制

六旋翼植保无人机在作业过程中自身载荷变化将引起飞行控制性能下降、抗扰动能力降低等问题。为了提高六旋翼植保无人机的可控性,通过对六旋翼植保无人机在喷洒农药过程中进行分析和建模,推导出植保无人机时变动力学模型,提出了一种模糊自适应PID控制算法,模糊自适应PID算法适应性强,参数整定简单,提高了系统动态响应和稳态性能。将各个传感器的测量参数输入到模糊自适应PID算法中,可以得到对应的控制量,实现飞行器稳定运行。通过使用Matlab软件对飞行系统进行仿真,并结合实验平台实际飞行控制表明,系统的动态性能和稳定性得到了有效提高。     

模糊自适应PID控制器在交流伺服控制系统中的研究

交流伺服控制系统中的永磁同步电机是一种多变量、强耦合和非线性的系统,采用传统的PID控制难以达到较好的控制效果。将模糊自适应PID应用于永磁同步电机的控制中,运用模糊控制原理对PID参数进行整定。仿真结果表明,与传统的PID控制相比较,采用模糊自适应PID控制器的交流伺服控制系统具有更好的动态和稳态性能,实现了较好的控制效果。     

基于自适应模糊PID的风速控制系统设计

针对传统PID风速调控响应速度慢、调节效率低的问题,设计了一种自适应模糊PID控制策略,用于风机的恒风速调控。所设计的控制系统由数据采集、模糊推理、指令执行以及数据反馈四部分组成。通过搭建的试验平台,对传统PID控制方法及自适应模糊PID控制方法进行了对比。实验结果表明:自适应模糊PID控制系统的风速调节速度快、效率高,调节效果优于传统PID。     

运动控制系统的PID参数模糊自整定

讨论了模糊自适应PID控制器原理及参数的模糊调整,利用模糊推理方法实现对运动控制系统的PID参数在线自整定,并在Matlab/Simulink环境下将该控制器在运动控制中的应用进行了仿真.结果表明,参数自适应模糊PID控制能使运动控制系统达到满意的效果.     

基于改进精英蚁群系统算法的四旋翼无人机姿态控制研究

四旋翼无人机在飞行过程中姿态易受到外界气流等因素的干扰,导致飞行姿态失稳,影响完成预设飞行任务的质量。针对传统PID控制不能自适应调整其控制参数的特点,本文首先研究精英蚁群系统算法与PID控制结合的方法,然后提出一种改进精英蚁群系统算法与PID控制结合的方法,分别实现无人机在受到干扰情况下飞行过程的姿态控制,并进行了仿真实验对比。仿真实验结果表明:用改进精英蚁群系统算法优化PID控制参数,不仅可以在短时间内获得PID控制参数的最优解,提高了收敛速度,同时具有更好的抗扰性和鲁棒性。     

车联网干线协调控制相位差自适应优化

为了提高车联网环境中干线的通行效率,提出一种车联网中干线协调控制相位差自适应优化方法.本文基于车辆换道延误模型建立了以上游交叉口车辆数为输入、下游交叉口信号相位差调节量为输出的模糊控制网络;为解决车流和路况变化造成的控制效果降低问题,以车辆交叉口平均等待时间最小为目标,对模糊规则进行自适应调节;通过基于Q-Paramics的车联网仿真平台对本文提出的方法进行验证.结果表明:本文提出方法控制效果明显优于传统干线协调控制方法;在车流大幅震荡和车流随机波动条件下,较固定规则的干线模糊控制方法能够分别降低车辆平均等待时间12.35%和9.7%.本文方法能够适应车流变化和路况变化,具有更优的适应性、可用性及工程价值.     

履带式装甲车辆纵向速度控制

履带式装甲车辆的动力学系统具有强烈非线性、不确定性的特点,为解决直线行驶工况下的速度控制问题,结合驾驶员驾驶操纵经验,提出一种自适应性强的变论域分相模糊比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制方法,实现了对期望车速的有效跟随。首先建立包含发动机、传动系及制动系的装甲车辆纵向动力学模型,然后利用模糊算法在线整定PID控制器参数,并采用变论域分相设计进一步提高控制器的自适应能力。仿真实验结果表明,提出的控制方法与传统PID及模糊PID相比,车速跟随控制精度与快速收敛性都有了提高,尤其能够有效解决驱动/制动切换时整车运动状态改变导致的控制效果大幅度下降问题。     

Urban Intersection Traffic Signal Control Based on Fuzzy Logic

IntroductionTraffic signals are essential in transportationnetwork management.A number of traffic signalcontrol methods have been developed in the past.Recently,a major research focus has been theapplication of artificial intelligence techniques,such as expert systems,fuzzy logic,neuralnetworks,and genetic algorithms for intersectionsignal control.　 Pappis and Mamdani[1] developed fuzzy rules toevaluate the suitability of extending a currentgreen phase by different time durations based on ac…     

模糊反馈增量式比例积分微分油气悬架控制

为了提升工程车辆的行驶平稳性,以工程车辆油气悬架为研究对象,以车身加速度为主要优化目标,设计了基于模糊反馈的增量式PID油气悬架控制系统。对被动悬架,增量式PID和模糊反馈增量式PID控制器进行仿真,对车身垂向加速度,车轮动载荷,悬架动挠度和控制力四个指标进行分析。选取C级路面和车辆行驶速度作为油气悬架系统输入激励,在降低车身垂直加速度的前提下,着重解决增量式PID控制器存在的问题。仿真结果表明,与传统被动悬架系统相比,基于模糊反馈的增量式PID控制油气悬架系统的车身垂向加速度的均方根值降低52%、悬架动挠度降低24%、车轮动载荷降低了44%。与增量式PID相比,悬架动挠度降低了69%,且基于模糊反馈的增量式PID控制器相比较于传统增量式PID控制器其输出控制力降低了86%。因此可以证明,基于模糊反馈的增量式PID控制器,不仅可以提升油气悬架系统综合动态性能,对改善车辆行驶的平顺性和操作稳定性,具有较好的应用前景,且其在经济性和环保性方面同样更具优势。     

建筑电气设备自适应模糊PID节能控制研究

针对建筑电气设备自适应模糊PID一直存在能耗过大的问题。提出基于自适应模糊PID节能控制方法,将建筑电气设备系统的温度波动和温度波动率,作为自适应模糊PID控制系统的输入项,将PID控制系统的三个参数波动量作为输出项,构成双输入三输出控制结构。依据自适应模糊PID调节规律表中的信息,调整电气设备模糊逻辑系统的参数。通过运算自适应模糊PID节能控制函数,获取最佳温度值,实现节能目标。实验结果表明:自适应模糊PID节能控制系统起动电流低、噪声小、控制精度高;在一般扰动和大扰动下系统响应波动较小、适应能力更强、动态性能高;该算法下建筑电气设备单耗节能率为88.69%,节能效果显著。     

基于模糊PID控制的泵流量控制系统研究

为了增强脱硫除尘离心泵流量控制系统的稳定性和提高其控制精度,使系统具有较强的抗干扰和自适应能力．建立了流量控制系统的数学模型,分析了控制系统的性能,设计了模糊PID控制器,确定了偏差e、偏差变化ec、输出量Kp、Ki、Kd的隶属度函数,建立了Kp、Ki、Kd的模糊控制规则表,利用Matlab／Simulink进行仿真,比较了系统在未加入和加入PID及模糊PID控制情况下的性能,结果表明,模糊PID控制效果最好,具有响应快、抗干扰等优越性。     

基于模糊自整定PID 的爆胎车辆轨迹控制

为解决高速公路爆胎车辆出现偏航的问题, 借助veDYNA 软件进行了的仿真研究。在确定了爆胎车辆轨迹控制的评价指标后, 采用模糊PID(Proportion Integral Differential)控制器, 规划了爆胎后车辆的方向盘转角, 代替驾驶员对爆胎车辆进行方向控制。该方法结合模糊控制和传统PID 控制的优点, 针对车辆爆胎的复杂环境, 自动整定PID 控制参数, 适应爆胎车辆的参数变化。仿真结果表明: 基于模糊自整定PID 的爆胎车辆轨迹控制可在保证车辆稳定行驶的同时控制车辆的行驶轨迹, 使其在出现较小偏移后回到原路径, 具有较好的适应性。     

新型模糊控制算法在交叉口信号控制中的应用

作为智能控制的分支,模糊算法已越来越多地应用于交叉口信号控制,成为交叉口信号控制的新热点。文中通过提出路段车辆数这一新概念,提出了一种新型的孤立交叉口信号控制的模糊算法,实现了孤立交叉口信号控制的优化,并在此基础上进行了系统仿真。通过与传统定时控制方法进行分析对比,论证了这种新型模糊控制算法在车辆延误时间和排队长度方面有较大的改善,具有实用性和可靠性。     

一种信号交叉口模糊交通控制方法

通过分析城市信号交叉的交通流特征认为：在一定程度上,模糊数学理论可以比目前常规数学方法更好地描述交叉口交通流的随机性和不确定性。本文结合模糊控制技术及一般信号交叉口交通控制方法,提出了一种基于知识的模糊交通控制方法,给出了该控制方法的结构,模糊控制规则以及仿真计算对比结果,结果表明：计算过程简单,控制效果优于定时控制方法,并且在交通量较大时,还优于感应控制方法。     

采用自适应模糊PID控制的多级齿轮振动主动控制

针对齿轮传动系统在动态激励的作用下产生的多谐波复杂振动,设计一种在低速轴和高速轴分别安装有压电促动器的主动控制结构;提出一种将传统PID控制和自适应算法相结合的自适应模糊PID算法,抑制能量较高的多个谐波振动.在ADAMS平台建立齿轮传动系统虚拟样机,作为被控对象子模块,并在MATLAB/Simulink平台上加载控制算法对系统进行联合仿真.仿真结果表明:在不同转速下,自适应模糊PID控制算法对谐波振动具有良好的控制效果,且优于经典PID控制.