基于SSA-模糊PID的AUV姿态控制研究

针对AUV高精度、高稳定性姿态控制的提升需求,提出一种结合麻雀算法(SSA)和模糊PID控制的姿态控制器。采用麻雀算法对模糊PID控制器参数进行优化,并将寻优后模型用于算法的反馈补偿,有效解决了模糊PID控制过度依赖经验,难以应对水下复杂工况的问题。仿真结果表明,SSA-模糊PID控制器在AUV姿态调节中表现出较传统模糊PID控制器更好的响应速度和抗干扰能力,有效改善了AUV姿态控制性能。经实际应用验证,控制器在复杂工况下可快速收敛至期望姿态并维持稳定。     

基于GSAGA的模糊PID控制在自动油门系统中的应用研究

针对现代民用飞机非线性和时变的特点,设计了一种用于民机自动油门控制系统的模糊PID控制器;模糊控制器以速度跟踪误差及其微分信号作为输入调节PID控制器的比例、积分及微分参数,进而控制油门开度以调节发动机推力,最终实现对速度的控制;文中进一步采用广义自适应遗传算法(GSAGA)对模糊PID控制器的输出因子进行优化,在着陆模态下采用所设计的优化控制策略与传统模糊PID控制进行了对比仿真,仿真结果显示,在民机自动油门控制系统中基于GSAGA的模糊PID控制器的控制效果优于传统模糊控制方法,仿真结果符合飞行品质指标,控制效果良好。     

基于模糊PID控制的永磁同步电机矢量控制研究

为了提高永磁同步电机的控制性能和抗干扰能力,针对传统PID控制性能效率不高,以及对工作环境变化的适应性差等问题,通过对比研究传统PID控制和模糊PID控制两者的控制性能,提出了一种基于模糊PID控制的智能控制方法。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型并进行仿真实验,对传统PID控制和模糊PID控制对永磁同步电机控制效果进行对比。实验结果表明,模糊PID控制器相对于传统的PID控制器超调量小、调节时间短,具有更强的可靠性。     

基于广义高斯函数的二阶非线性系统滑模控制

为了减小被控对象跟踪参考信号在边界的跟踪误差,针对不确定二阶非线性系统,并考虑到模糊控制中控制灵敏度对隶属度函数形状的要求,利用广义T-S模糊模型中广义高斯隶属函数本身对控制灵敏度的自适应性和广义T-S模糊系统,设计了自适应参数调节律和自适应模糊滑模控制器。克服和补偿了系统的建模误差,在不加监督控制和有界控制的情况下,有效地改善了控制系统在参考信号边界的跟踪性能。比较采用高斯隶属函数的T-S模糊模型,基于广义T-S模糊模型的控制系统在闭环稳定的前提下使跟踪误差收敛到了一个更小的邻域。对倒立摆二阶子系统的仿真,实验表明跟踪性能改善的效果是明显的,证明控制器的设计是合理和有效的。     

基于模糊神经网络的变换器自适应控制方法

提出了一种新型的基于模糊神经网络自适应PI调节电流控制电压型PWM变换器方法.结合了模糊神经网络控制与PI控制器,根据三相电流比较产生的三相电流误差和电流误差变化率,自动调整P、I参数,提高了电流的控制精度和变换器的动态性能.采用MATLAB/Simulink对常规PI控制器和模糊神经网络自适应PI控制器进行了仿真对比.仿真结果表明了采用模糊神经网络自适应PI控制器,其系统输出的误差及误差变化要小,系统的跟踪精度得以提高,动态性能得到改善.     

基于模糊树模型的自适应模糊滑模控制方法

本文针对单输入–单输出仿射非线性系统提出了一种基于模糊树模型的具有监督控制器的模糊滑模控制方法. 该方法用模糊树模型逼近非线性系统中的未知非线性函数, 得到初始的控制器, 然后在线调节模糊树模型中的线性参数, 改善控制器的性能, 实现对有界参考输入信号的跟踪控制. 模糊树辨识方法自适应划分输入空间, 大大减少模糊规则的数目, 在一定程度上可以缓解困扰模糊控制中的”规则爆炸”问题. 该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界. 通过理论分析, 证明了跟踪误差收敛到零. 用倒立摆进行仿真验证, 结果表明该方法用较少的模糊规则, 就能得到满意的控制效果, 有推广应用价值.     

模糊控制技术在立式磨系统控制中的研究与应用

针对立式磨生产工况复杂多变,难用准确的数学模型来描述以及常规模糊控制器的控制效果不理想等问题,通过引入专家系统,提出了基于模糊推理的贴近度决策方法,修正控制回路的运行参数,改善模糊控制器的动态及稳态性能,增强控制系统的适应能力.实验结果表明该方法改善了负荷控制性能,提高了产品质量和磨机生产效率.     

自主水下航行器模糊自校正航迹控制

为解决自主水下航行器AUV航迹控制问题,提出了一种基于模糊增益调节的模糊自校正控制方法。该方法完全使用马丹尼型模糊控制器实现,包括1个基本模糊控制器和3个模糊增益调节装置。基本模糊控制器用于实现AUV航迹保持,模糊增益调节装置为基本模糊控制器提供可以实时调整的量化因子。分别对模糊自校正控制方法和基本模糊控制方法进行了对比仿真试验,试验结果显示模糊自校正控制方法相比于基本模糊控制方法,其控制效果更好,特别是对海流扰动具有更强的适应性。     

高速公路非线性反馈模糊逻辑匝道控制器

入口匝道控制是高速公路交通控制和智能运输系统的重要组成部分,但现有的入口匝道控制效果尚不理想.为此,本文提出一种非线性反馈方法用模糊逻辑进行入口匝道控制.建立了高速公路交通流动态模型,在此基础上,结合模糊逻辑理论设计了非线性反馈匝道控制器,根据密度误差和误差变化用模糊控制决定匝道调节率,模糊变量选用三角形隶属度函数,并制定了包含56条模糊规则的规则库,最后用MATLAB软件进行系统仿真.结果表明该控制器具有优越的动态和稳态性能,它能使高速公路主线交通流密度保持为设定的期望密度,该方法用在高速公路入口匝道控制中效果良好.     

带吊挂负载的四旋翼无人机双模糊滑模控制

为了提高带吊挂负载的四旋翼无人机轨迹跟踪性能,设计了一种双模糊滑模控制器,在削弱抖振的基础上自适应调节所构建滑模面的斜率.仿真结果表明,双模糊滑模控制器优化了快速性指标;跟踪控制调整时间有所减少;对速度跟踪的稳态误差有一个良好的控制效果,该策略的有效性和稳定性得到了验证.     

复合型非线性控制器在时变非线性系统控制中的研究及应用

在对增量式PID研究和改进基础上,以增益的方式引入模糊非线性控制技术,构建了一种新型的复合型模糊非线性增益PID控制器.这种复合型控制器在误差进入不同范围时,分别具有全速、积分分离、变速积分和稳态控制等控制特性,并根据误差大小采用非线性增益调节方式,有效地克服了控制过程不同阶段中出现的响应失控、收敛慢以及波动的现象.实际应用表明,这种复合型控制器在模拟风浪对防波堤模型动态激励控制过程中,达到了响应迅速、抗干扰能力强、鲁棒性能好的控制效果.     

基于FPGA汽车电控单元模糊控制器的设计

介绍了一种基于FPGA的汽车电子控制单元(ECU)二维模糊控制器的实现方法,给出了设计流程、模块的描述和仿真结果;汽车ECU上用传统的控制器不能实现参数的自动调整,具有局限性,而模糊控制集灵活性与鲁棒性为一体,发挥了传统控制与模糊控制的长处;二维模糊控制器以误差和误差变化率为输入,利用模糊推理的方法实现了参数的自动调整,经在MATLAB和QuartusII环境下仿真和验证,结果表明,模糊控制器控制效果优于传统的控制器,提高了汽车ECU的动、静态性能,具有实用价值.     

模糊遗传算法在电极调节系统中的应用

分析了电弧炉电极调节系统的特点,并在此基础上设计了模糊PID控制器。为了避免模糊控制器设计的盲目性,提高模糊控制器性能,引入了遗传算法,对模糊PID的隶属函数进行优化,改善了控制效果。     

基于GA的闪蒸罐压力模糊自适应PID控制

针对加氢裂化中对闪蒸罐压力控制的非线性、滞后性等问题,本文提出一种基于遗传算法的模糊PID控制器,用于改善闪蒸罐压力控制效果。该控制器利用遗传算法优化模糊控制器的量化因子和比例因子,从而实现模糊PID控制器参数K_p、K_i、K_d的自适应调节。结果表明,优化后的模糊自适应PID控制器与常规PID控制器相比,提高了绝热闪蒸罐压力控制的自适应能力和鲁棒性,改善了系统的动态特性和静态性能,对非线性和时滞性的控制效果更好。     

基于改进模糊PID位置随动系统控制

针对直流有刷电机在使用传统模糊PID控制器进行位置随动控制时,由于负载转矩变化导致系统跟随性能下降以及负载转矩未知的问题,提出了基于负载观测器的改进模糊PID控制器代替传统模糊PID控制器,在传统模糊控制结构的基础上增加负载观测器,实时观测系统负载转矩,并利用负载转矩实时调节系统控制器参数,提升了系统在负载转矩突变时的位置跟随能力。仿真结果表明：负载观测器能实时、准确地观测负载转矩,改进模糊PID控制器对负载扰动有较强的抑制能力,并有效减小了系统的调节时间和稳态误差。     

基于遗传算法优化的模糊PID控制在粮食干燥中的应用

针对传统控制算法在粮食干燥机的控制系统中控制效果不理想的问题,本论文提出了一种遗传优化的模糊PID控制算法,实现了粮食干燥机的自动控制。该算法结合了模糊控制和PID控制的优点,并且利用遗传算法的全局优化能力和并行能力优化模糊PID控制器的量化因子及其PID参数的修正系数,实现了最优控制。以控制系统的动态性能指标与稳态性能指标作为综合评价指标,建立了包含控制系统的调节时间、超调量和稳态误差三项指标的目标函数,基于该目标函数,利用遗传算法进行了模糊PID控制器的参数优化,改进了常规PID控制、常规模糊PID控制器的控制效果。最后,在MATLAB中,进行了控制性能的仿真与比较,仿真结果表明:粮食干燥机采用基于遗传算法优化的模糊PID控制后,其控制性能优于无优化的模糊PID控制以及常规的PID控制。该算法可为粮食干燥的实际控制策略提供有效的参考。     

基于矢量“隶属度”的模糊控制器结构优化

针对传统模糊控制器在控制过程中容易发生规则爆炸的缺点,提出一种基于矢量“隶属度”的模糊控制器结构优化方法。这种优化方法通过对传统模糊控制器的隶属度和模糊等级进行改进,把当前输入量的相对方向和大小等级分别反映在矢量“隶属度”和标量模糊等级上,从而能够大大减少模糊规则数目,降低结构复杂度,提高控制效率。直流电动机的仿真控制效果表明,矢量“隶属度”法优化后的控制器比传统控制器结构简单和误差小,从而验证了这种方法的有效性和可行性。     

基于模糊PID控制的数字溢流阀的建模与仿真

研究数字溢流阀系统性能优化问题,由于系统存在非线性,造成响应特性差。传统控制器参数整定后无法根据工况的变化调整,造成数字溢流阀响应速度慢。针对上述问题,为改善数字溢流阀的性能,提出一种自适应模糊PID控制的数字溢流阀,利用模糊推理的方法,在线调整PID控制器参数,以适应工况的变化,达到较好的控制效果。通过仿真表明,自适应模糊PID控制的数字溢流阀响应速度快、控制精度高,工作稳定。可作为实现高性能数字溢流阀的一种有效方案。     

改进的模糊内模控制在时滞系统中的应用

采用模糊控制器和内模控制器相结合,对模糊内模控制方法进行了研究。将Smith预估器和内模控制器结合起来,使用模糊控制器作为主控制器。用积分环节消除系统的静态误差,用惯性环节低通滤波来改善模型失配较严重的情形。能在较大的模型误差范围内得到良好的控制品质。通过时滞系统试验表明本文提出的控制方案同常规控制方法相比有了更好的鲁棒性和较好的控制性能。     

基于模糊逻辑系统的输出跟踪控制问题

针对一类未知的非线性互联大系统，设计间接自适应模糊控制器以实现跟踪控制，采用模糊控制，模糊逻辑逼近和模糊滑模控制相结合的方法，对维数较低的子系统未知动态和维数较高的互联项未知动态分别采用两类模糊规则进行逼近，对系统的外部干扰及模糊逼近误差采用模糊滑模控制予以抵消，基于Lyapunov方法实现模糊系统中的参数自适应律并在线调节，所设计的间接自适应控制器使系统在Lyapunov意义下稳定，且跟踪误差趋近于0，仿真结果表明了该设计方法的正确性。