单轮对多功能试验台液压激振伺服系统的控制设计

单轮对多功能试验台是模拟动车组在不同工况下的动态响应的重要设备，液压激振伺服系统是其重要的组成部分，其控制方式将会直接影响实验测试结果的精度。为此，建立了单轮对多功能试验台的液压激振伺服系统的数学模型，设计了自适应模糊PID控制器，并利用AMESim/Simulink建立了协同仿真模型，通过联合仿真接口模块，详细讨论了外部负载和流量对系统系统控制效果特性的影响；最后，通过实验进行比对分析。结果表明：采用自适应模糊PID控制策略后，响应速度提升了75%，超调量减少了77%，系统的响应速度、跟随性和鲁棒性得到明显的提升；CRH2拖车的IAP最大，其大小达到了18%，随着车体轮对质量的增加，输出曲线误差会随之增大；同时发现，输入流量的大小会对系统的启动瞬间产生较大的影响。     

单神经元模糊PID控制在光电跟踪系统中的应用

为提高ATP系统的跟踪精度和快速性,将模糊控制引入单神经元自适应PID控制中,提出单神经元模糊PID控制。它运用有监督的Hebb学习规则在线修正PID参数,而神经元的比例系数则由Sugeno模糊逻辑系统根据系统的误差和误差变化量大小进行调整,使控制系统对动态过程信息的利用程度达到最优。仿真和实验结果表明,系统不仅具有自学习和自适应能力,且动态性能和稳态性能都优于经典PID控制,超调量减小0.95%;上升时间和调节时间均减小1s左右;稳态误差减小1.19′。满足现代高精度跟踪系统的需求。     

基于PLC的矿井提升机模糊自适应PID控制策略研究与仿真

在针对矿井提升机的PLC控制系统中,采用传统PID控制虽能达到相应的控制要求,但因其控制的响应时间长、控制精度低、稳定性差等缺陷,不能广泛应用于有高精度要求的控制系统中。将模糊控制与自适应PID控制结合起来,设计了模糊自适应PID控制器。利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,进一步完善PID控制器的性能,提高系统的控制精度。MATLAB／SIMULIK下的仿真结果表明该方法的控制效果优于常规的PID控制,并能消除了模糊控制稳态误差较大、控制精度低等缺点。     

煤矿凿岩机器人模糊自适应PID控制策略研究

在现有PID控制器的基础上,利用模糊推理实现了对PID参数在线自整定模糊自适应控制,并且在Matlab仿真软件下将该控制器在机器人钻臂控制系统中的应用进行了仿真研究,仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制器能使系统达到满意的控制效果,提高了钻臂的定位精度。     

基于自适应模糊PID的全自动压力检定系统

针对全自动压力检定系统中常规PID控制过程中的一些问题,如非线性参数变化和较大的负载干扰,通过对自适应模糊PID控制系统的分析,设计了一种自适应模糊PID控制器。系统可准确、快速、稳定、无超调的产生检定压力仪表所需的设定压力值,可显著提高压力检定效率。同时在Simulink环境中建立了仿真模型并完成了仿真。仿真结果表明,基于自适应模糊PID的全自动压力检定系统较常规PID控制系统具有较强的稳定性、适应性与鲁棒性。     

模糊PID控制策略在真空热处理炉中的应用

本文阐述了真空热处理炉的温度控制策略,针对热处理炉炉温的控制常采用单一控制策略存在控温精度低、跟随性能差、系统超调高等缺点,提出了基于真空热处理炉温度控制器运行状态的分段式复合控制策略,并针对大误差运行模式下采用包含自适应装置的模糊PID控制策略进行较为详细的解析,通过MATLAB/SIMULINK仿真,验证了模糊PID控制策略在真空热处理炉温度控制方面的有效性及优越性。     

基于自适应模糊PID控制的流量阀控制仿真

针对小型针阀,即流量阀。使其与直流电机以及减速机结合。解决了微小流量的控制问题。构建了机电流量控制阀传递函数的数学模型,对之使用了传统PID控制和自适应模糊PID控制算法,并进行MATLAB仿真。结果表明：自适应模糊PID控制在响应速度和超调量方面优于PID控制。     

基于模糊PID控制的汽车座椅测试系统的设计

汽车座椅静载强度的测试直接关系到乘员的人身安全,其测试系统要求控制精度高,超调量小以及稳态误差小。传统的PID控制由于参数整定差,不能满足汽车座椅测试系统高精度的要求。本文将模糊控制与PID控制结合起来,设计了模糊PID控制器。通过MATLAB/Simulink对控制器的仿真分,比较传统控制和模糊PID控制的性能,验证模糊PID控制器的优越性。最终试验结果表明:模糊PID控制系统的超调量在3%以内,稳态误差在0.7%以内,具有较高的控制精度,符合测试要求。     

基于模糊PID的包装机热封切刀温度控制

目的为了提高包装机热合装置压合袋口的封口质量,采用模糊自适应PID控制方法对热合机热合装置的温度进行精确控制。方法针对食品包装塑料薄膜热封的温度控制,基于模糊自适应PID控制算法设计一种自动包装机热封温度控制系统。采用变论域模糊PID实现控制参数自整定和控制规则的自调整,并将其与传统PID控制进行对比。结果模糊PID控制方法较传统PID控制方法能更稳定地控制加热温度,有效提高了温度控制的响应速度和控制精度。结论该系统在热合装置中能够精确、快速地控制温度,具有应用价值。     

无线高精度角位置跟随监控系统研究

为弥补当前位置跟踪系统控制精度不高和有线数据传输的不便,设计了一种高精度无线角位置跟随控制系统。采用多量程高精度L3G4200DH三轴陀螺仪作为角位置传感器,通过2.4G NRF24L01无线射频收发芯片实现数据传输,以ARM Cortex-M3作为微控制器,使用模糊PID全闭环控制算法对伺服电机进行控制,并且加超前校正和前馈环节,改善角度输入响应滞后,从而减小系统的跟随误差。同时采用无线视频模块实时监控伺服电机状态。通过仿真和实验证明,伺服系统在精度和实时性上有了很大提高,动态跟随精度达到了10-3,具有较好的跟随特性,同时无线数据传输方式将给远程控制和特殊作业环境带来极大的便捷。     

纸纱复合制袋印刷一体机张力控制器设计

目的研究纸纱复合制袋印刷一体机纸张张力控制器。方法针对纸纱复合制袋印刷一体机的张力控制问题,结合模糊自适应PID与粒子群算法,设计基于余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法的模糊自适应PID张力控制器。利用余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法,搜索出一组最优的PID参数,来提高张力的控制精度。结果仿真结果表明,该张力控制方法的响应时间为0.25 s,最大超调量为2%,小于其他方法的响应时间和最大超调量。结论设计的控制器与传统的PID控制和模糊自适应PID控制相比,具有响应速度快、控制输出稳定、调节时间短等优点。     

基于前馈控制的高速大行程圆弧滑轨位置控制

针对高速大行程圆弧滑轨系统运行时,受圆弧轨道弧度和轨道段连接问题的影响,负载小车运行不稳定、响应速度不快、末端位置定位误差大的问题,设计了一套双轨式机械滑动结构,以提高小车运行稳定度。在控制系统方面,位置环采用前馈控制,结合PID控制提高了电机的控制精度。建立了圆弧滑轨平台的数学模型,在MATLAB仿真环境中建立了基于前馈控制的仿真模型,并搭建了实验平台。仿真实验结果表明：在无前馈控制的情况下,跟踪误差范围为[-0.4,0.4]mm,引入前馈控制后,跟踪误差为[-0.18,0.18]mm,系统跟踪精度提高了1.2倍,系统响应速度提高了16.7%。实验结果表明：在前馈控制条件下,小车理论位置误差保持在[-0.2,0.2]mm,实际位置误差为0.69 mm,均小于设计所要求的1 mm,并且系统具有较快的响应速度。研究结果为滑轨系统的机械设计和性能测试提供了有效的参考数据,可促进轨道系统测试的工业自动化。     

基于新型伸缩因子的PMSM模糊自适应反步控制

目的 为了解决包装机驱动控制系统在非线性因素的影响下,工作效率和产品质量大大降低的问题,提出一种基于新型伸缩因子的模糊自适应反步控制策略。方法 在传统自适应反步控制算法的基础上加入转速误差积分值对电流进行补偿,引入积分重置环节防止积分饱和引起调速时的超调和振荡,设计一种新的变论域伸缩因子,优化模糊推理模块,以在线整定转速反馈增益和自适应增益。结果 通过MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,改进后的控制器通过对交轴电流值进行补偿,使参数摄动对系统的影响大大降低,并根据转速误差及其变化率自适应调整增益,进一步提高了控制系统的转速动态响应性能。结论 与常规传统PID控制系统和未优化的反步控制系统相比,文中优化后的控制器能增强被控系统的稳定性,缩短速度响应时间,具有更优的鲁棒性和动静态性能。     

基于自适应模糊PID控制的四旋翼飞行器的自主跟踪

为了提高四旋翼飞行器控制系统的动态性能和工作效率,研究了自适应模糊PID控制。目前在实际应用中,四旋翼的控制算法主要采用经典PID算法和模糊控制算法,然而经典PID算法,系统容易超调,动态性能较差;模糊控制算法,系统的稳态误差难以消除,工作效率不高。为此采用了经典PID与模糊控制的分段策略,提出了一种新的控制算法:当误差较大时,为提高系统的动态性能,控制器选取模糊控制算法;当误差较小时,为减小稳态误差,提高工作效率,选取经典PID算法。完成了悬停飞行实验,对自适应模糊PID、模糊控制和经典PID三种控制算法进行性能对比,结果表明自适应模糊PID算法能有效解决上述问题。采用自适应模糊PID算法完成了自主跟踪实验,将该算法成功应用到导航制导领域。     

新型悬浮包装中薄膜张力的模糊自适应PID控制

目的解决新型悬浮包装缓冲衬垫生产中薄膜张力难以控制的问题。方法建立非连续覆膜环节中张力系统的数学模型,提出以Lab VIEW为仿真软件,模糊自适应PID为控制算法的仿真策略。分析在不同卷径、不同加速度和加减速方式下,薄膜张力的变化情况和算法的控制效果。结果仿真结果表明,薄膜卷径越小张力波动越大,运行加速度越大薄膜张力波动越大。在不同工况下,模糊自适应PID较常规PID有更快的响应速度和更小的超调量。结论模糊自适应PID参数调整简单,适应性好,能满足非连续覆膜过程中薄膜张力稳定的控制要求。     

基于PLC的颗粒包装机称量系统设计

目的 为提高颗粒包装机称量精度和稳定性,基于PLC设计一种颗粒包装机称量系统.方法 分析颗粒包装机结构和工艺流程,并给出控制系统结构,包括核心处理器PLC、交流控制器、伺服电机驱动器、传感器、三相电机和伺服电机等.以称量控制为主要研究对象,提出一种粒子群模糊PID称量控制器,以提高称量控制系统的收敛速度、通用性和可移植性.最后进行仿真和实验研究.结果 相关结果表明,与模糊PID控制器相比,加入粒子群优化算法后,系统的响应速度更快,达到稳定状态所需时间更短,实际包装误差仅为0.528％.结论 所述称量控制系统可以有效地提升称量精度,有利于提高颗粒包装机的自动化水平.     

一种提高转台伺服系统精度的方法

转台正弦摇摆时换向误差较大,影响系统的跟踪精度。对此,提出了一种变增益算法,将速度回路的前向通道放大倍数设计为一个以系统输入速度作为自变量的函数,使其随着系统速度的变化而自动调整。在低速运行时,放大倍数较大,提高系统刚度,可获得较高的低速跟踪精度;在高速运行时,控制放大倍数,以保证系统的动态性能。设计了两种变增益函数进行实验,实验结果表明,该方法可以把换向误差从48 减小到10,是一种较为实用和有效的设计方法。     

基于新型趋近律的永磁同步电机动态性能优化

目的 提高永磁同步电机作业时的响应精度和速度,优化其动态反馈性能,解决传统滑模控制中趋近时间与系统抖振相矛盾的问题。方法 采用三闭环控制结构,位置环与电流环采用模糊PID控制方法,速度环采用基于新型趋近律的改进滑模控制方法,添加扰动观测器并给予系统扰动补偿。结果 仿真与在环硬件测试结果表明,文中提出的控制方法与传统三闭环滑模控制相比,相同时间内电机转子位置响应速度提前了0.123 s且无超调,同时明显降低了电磁转矩波动幅度。结论 文中设计的新型趋近律有效改善了传统滑模控制存在的问题,建立的控制系统有效提高了永磁同步电机的响应精度和速度,削弱了永磁同步电机作业时的抖振程度,具有良好的鲁棒性。     

基于模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统

目的粉末包装计量控制系统具有非线性等特点,传统的PID控制越来越无法满足工业产品包装的性能要求,为了提高包装机计量控制系统的速度、精度以及稳定性等,以实现快速精准的产品包装。方法在现有控制理论的基础上,结合模糊控制理论和生物神经内分泌腺体激素调节的原理,提出一种基于模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统。模糊控制的引入可以实现对传统PID控制器参数的在线调整;短反馈算法的引入可以使模糊PID控制更加精确、快速,并将该新型控制算法应用到粉末包装定量控制系统中与传统控制算法进行对比。结果通过Matlab中的Simulink工具箱搭建模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统仿真平台,并与传统的PID控制和模糊PID控制进行了比较可知,该系统具有响应速度快、抗干扰能力强等优良的性能。结论通过仿真验证可知,模糊短反馈PID控制的粉末包装计量控制系统具有稳定性好、响应快等良好的性能指标,同时具备一定的抗干扰能力。     

基于模糊神经网络PID的卷材纠偏控制

目的为了提高卷材边缘的整齐度,提升包装产品质量,降低包装材料损耗。方法分析卷材放卷过程中跑偏的原因,在分析放卷纠偏系统数学模型的基础上,提出一种模糊神经网络PID的纠偏控制器以实现复杂的卷材放卷系统参数自调整以及优化。结果仿真和实验结果表明,模糊神经网络PID具有更快的响应速度,超调量更小,纠偏控制精度达到±0.5 mm。结论所述控制方法能够明显降低软性包装材料跑偏误差,大大提高了产品包装质量。