模糊PID控制器在穿梭车控制系统的应用

针对传统PID控制器参数整定不良、适应性差、控制精度不理想的现状,提出了动态过程中参数自适应的模糊PID控制系统.根据穿梭车所用直流伺服电机参数及穿梭车负载状况,建立穿梭车控制系统简化数学模型.使用Matab的Simulnk工具箱对穿梭车控制系统进行仿真研究.由仿真结果可知,采用自适应模糊PID控制器,控制系统调整时间变短,响应速度更快,具有较好的鲁棒特性.利用仿真得出的模糊控制规则表于穿梭车控制系统中进行在线PID自整定,应用表明,使用自适应模糊PID控制器可有效减小超调量,加快控制系统的调整时间,达到了良好的实际控制效果.仿真与实验结果表明自适应模糊PID控制器具有动态响应快、超调量小和抗干扰能力强等优点,是一种更加有效的控制策略.     

基于遗传算法的模糊PI控制器

模糊PI控制器具有鲁棒性强、控制灵活等优点,但是将其应用于纯迟延系统时超调量较大、响应速度慢。针对此提出了一种基于遗传算法的模糊PI控制器,使用遗传算法对模糊逻辑系统参数进行训练。在以往的模糊逻辑系统建立过程中,主要依靠专家知识或工作人员经验来确定其主要参数（如模糊推理规则和隶属函数参数等）,而该文利用遗传算法对样本数据进行优化来获取系统参数。在遗传算法中,将推理规则和隶属函数参数的确定结合在一起,从而确定最优的模糊逻辑系统。仿真试验结果表明,由该方法得到的控制器用于纯迟延系统具有响应快,超调量小等优点。     

直流双闭环调速系统及其模糊控制的仿真

给出了常规直流双闭环调速系统的仿真模型,采用Matlab对该模型进行了仿真,得出结论:常规直流双闭环调速系统具有较好的动态与静态特性,可以很好地抑制扰动量对电动机转速的影响,但该系统依赖精确数学模型,在增加解决环节的同时,系统模型趋于复杂,可能还会影响系统的可靠性。在该分析结果的基础上,提出了一种基于模糊控制+PI转速调节器的直流双闭环调速系统的设计方案,该方案中电流环仍采用常规PI调节,转速环改为模糊控制器与常规PI调节分时作用方式。仿真结果表明,引入模糊控制器的新系统响应速度高、过渡稳定、系统超调得到改善。     

基于模糊PI控制的永磁同步伺服电机转速系统仿真分析

由于外部环境的日益复杂、被控对象要求的不断变化,使用传统的PI控制已不能满足控制系统的性能要求,为了提高永磁同步伺服电机转速控制系统的性能,本文设计了一种将模糊控制与经典PI控制结合的模糊PI控制系统.运用Matlab分别对经典PI控制和模糊PI控制系统在永磁同步伺服电机转速控制的仿真分析,对比仿真实验结果表明：模糊PI控制器上升时间明显缩短,响应速度明显加快,超调量更小,抗干扰能力强.     

直流电机控制系统优化问题仿真分析

在直流电机控制优化的研究中,直流电机具有强非线性的特点,使用定参数PID方法的转速控制虽然可以提高直流电机的响应速度,提高其动态性能,但同时会产生超调现象,对转速控制系统的性能难以保证.应用专家系统和专家控制系统的基本知识设计了一个模糊自整定PID控制系统.该系统利用输入误差及变化率建立一组PID实时调整规则.结合所建立的直流电机模型,进行仿真.结果表明,所设计的模糊自整定PID控制器不但进一步提高直流电机的响应速度,同时很好解决了常规PID控制产生的超调问题.     

无刷直流电动机矢量控制系统的研究

针对方波驱动的无刷直流电动机有输出转矩脉动较大的问题,根据无刷直流电动机非线性、多变量、强耦合的特点,建立了以id=0为控制策略的无刷直流电动机矢量控制系统。把传统PI控制与模糊控制相结合,对速度环设计了一种模糊PI控制器, 利用模糊控制对PI控制器参数进行自整定。利用MATLAB/Simulink搭建了无刷直流电动机矢量控制系统仿真模型,分别对传统PI控制器和模糊PI控制器作用下的矢量控制系统进行仿真研究。仿真结果表明模糊PI控制器性能的优越性,提高了控制系统的动态性能和静态精度。以SH79F1611为控制核心,搭建了无刷直流电动机矢量控制系统的硬件实验平台,实验结果验证了控制方案的可行性。     

模糊控制器在数控机床伺服系统中的应用

提出了利用模糊PID控制器控制数控机床伺服系统位的方法,并设计了模糊PID控制器应用于其位置控制器中进行控制。介绍了模糊PID控制器结构,以及模糊控制规则的生成方法,并且利用MATLAB语言对该控制方案进行数字仿真。仿真结果表明：该方法稳态误差为零,动态响应快,超调量小,有较好的控制效果。改造后的数控铣床扩展了功能,能完成进给部分的自动控制,加工精度有了明显提高。     

时滞系统的模糊旋转优化控制

针对一般的模糊控制器对时滞系统难以获得精确控制的现状,提出一种经过模糊旋转优化规则方法改进后的模糊控制器设计。旋转优化分为内圈旋转优化和外圈旋转优化两部分,内圈最优化规则和外圈最优化规则组合成一个完整的模糊规则表,这个规则表最趋近于最优规则。然后将基于改进后的模糊规则建立的模糊控制器应用到纯时间滞后系统的控制中。仿真实验结果表明模糊旋转优化方法得到的模糊控制器比常规的PID控制器和Smith预估控制器的控制性能优良,并且具有超调量小,稳态时间短,鲁棒性强等优点。     

基于模糊-PI控制的SVC电压控制器的设计与实现

为提高电力系统电压稳定性,综合了模糊控制和PID控制的优点,提出一种基于模糊-PI控制的SVC的电压控制器设计方法.分析了SVC电压控制器的基本原理和组成,详细介绍了模糊-PI控制的设计实现过程.用DSP作为主控芯片开发出了控制器,给出了软硬件设计思想.对SVC进行了仿真验证,仿真结果表明模糊-PI控制比传统PI控制具有更好的动态性能,较小的超调量和较短的调节时间.     

喷码机油墨压力的模糊PI控制系统设计

针对喷码机油墨压力控制存在时滞性的特点和现有的油墨压力控制系统控制参数不易调节、调节时间过长、抗干扰能力不强等问题,结合模糊控制器和PI控制器两者的优点,设计并实现了一个模糊PI双模控制器对油墨压力进行调节。实际测试结果表明:与现有的油墨压力控制系统相比,设计的模糊PI控制器能够有效地对油墨压力进行控制,超调量较小,调节时间较短、控制精度及抗干扰均取得了较好的效果。     

基于DSP前馈模糊PI的舵机控制算法

针对负载转矩对舵机转速的影响,建立负载力矩的数学模型,提出带前馈模糊自整定比例积分参数的速度环控制算法,利用前馈控制器补偿负载变化对电机转速的影响。当直流无刷电机特性和力矩变化时,通过动态调整控制参数使系统具有良好的鲁棒性和控制精度。设计以数字信号处理器为核心的模糊控制器,采用高精度的绝对编码器作为位置环反馈。实验结果表明,该控制器具有较强鲁棒性,且响应速度快、超调小、控制精度高。     

新趋近律的直流微电网母线电压滑模控制设计

随着直流微电网技术的快速发展,直流微电网中母线电压的稳定性控制作为直流微电网正常平稳运行的关键,也成为了研究热点之一;针对直流微电网母线电压外环易受参数摄动和负荷扰动的影响,提出了一种扩张状态扰动观测器ESO(Extend state observer)与新型趋近律的滑模控制器NRSMC(New reaching law sliding mode control)相结合的复合控制器ESO-NRSMC;该控制器采用了一种新型趋近律方法来解决抖振现象与滑模面趋近时间之间的矛盾;同时扩张状态观测器将观测到的扰动值补偿到滑模控制器中,进一步提高控制器的抗扰动能力;还构造了Lyapunov函数来验证所设计的母线电压外环闭环控制系统的稳定性;最后通过仿真证明控制器ESO-NRSMC在微电网系统参数发生变化以及负载扰动的情况下,依然能够实现对直流微电网母线电压的稳定控制,具有较强的优越性和鲁棒性能。     

水池拖车转矩主从模糊自整定控制系统

采用主从控制模式有效地解决了水池拖车控制系统4台直流驱动电机的速度同步和负载平衡问题.传统的直流电动机双闭环调速系统多采用结构简单、性能稳定的带限幅的PI调节控制器,传统的PI调节器很难满足快速、超调小和抗干扰能力强等要求,特别是在模型参数时变、控制对象非线性和众多干扰因素的情况下.采用模糊自整定PI控制器,利用模糊推理方法实现对PI参数的在线自整定.通过实验仿真证明,该系统在不同的运行环境下都能有良好的静态和动态性能.     

A type-2 fuzzy logic controller design for buck and boost DC–DC converters

Conventional (type-1) fuzzy logic controllers have been commonly used in various power converter applications. Generally, in these controllers, the experience and knowledge of human experts are needed to decide parameters associated with the rule base and membership functions. The rule base and the membership function parameters may often mean different things to different experts. This may cause rule uncertainty problems. Consequently, the performance of the controlled system, which is controlled with type-1 fuzzy logic controller, is undesirably affected. In this study, a type-2 fuzzy logic controller is proposed for the control of buck and boost DC–DC converters. To examine and analysis the effects of the proposed controller on the system performance, both converters are also controlled using the PI controller and conventional fuzzy logic controller. The settling time, the overshoot, the steady state error and the transient response of the converters under the load and input voltage changes are used as the performance criteria for the evaluation of the controller performance. Simulation results show that buck and boost converters controlled by type-2 fuzzy logic controller have better performance than the buck and boost converters controlled by type-1 fuzzy logic controller and PI controller.     

Multi-objective voltage and frequency regulation in autonomous microgrids using Pareto-based Big Bang-Big Crunch algorithm

Voltage and frequency regulation is one of the most vital issues in autonomous microgrids to ensure an acceptable electric power quality supply to customers. In this paper, a real-time control structure including power, voltage, and current control loops is proposed for microgrid inverters to restore voltage and frequency of the system after the initiation and load changes. The Proportional-Integral (PI) gains of the voltage controller are optimized in a real-time basis after a perturbation in the microgrid to have a fast and smooth response and a more stable system. The current controller produces Space Vector Pulse Width Modulation command signals to be fed into the three-leg inverter. The multi-objective optimization problem has objective functions of voltage overshoot/undershoot, rise time, settling time, and Integral Time Absolute Error (ITAE). The modified Multi-Objective Hybrid Big Bang-Bing Crunch (MOHBB-BC) algorithm is employed as one of efficient evolutionary algorithms in order to solve the optimization problem. The MOHBB-BC method obtains a set of Pareto optimal solutions; a fuzzy decision maker is used to pick up the most preferred Pareto solution as the final solution of the problem. Results from testing the control strategy on a case study are discussed and compared with previous works; according to them, the proposed method is able to obtain dynamic PI regulator gains to have a more appropriate response.     

无刷直流电机模糊PI系统的建模及仿真

针对无刷直流电机的传统PI控制策略存在的局限性,即PI控制器控制参数不能随环境变化而调整,不具有整体优化功能,给出了一种模糊PI控制建模方法。利用模糊集合的隶属度函数,模糊控制规则以及清晰化方法,基于Matlab/Simulink平台并结合电机转子位置信号,建立无刷直流电机模糊PI控制系统的仿真模型。仿真结果表明,模糊PI控制加快了系统响应时间、减小了超调,具有较强的鲁棒性和自适应能力,使系统获得了较好的控制性能,具有较好的应用价值。     

无刷直流电机的模糊神经网络控制设计

在无刷直流电机(BLDCM)的控制上,传统PID等控制方法存在或多或少的不足.在模糊PID控制的基础上提出了一种模糊神经网络PI控制器的设计方法.该方法结合了模糊逻辑与神经网络,使得模糊控制器模拟了人的控制功能,不仅对环境变化有较强的适应能力,还拥有自学习能力.相比模糊PID控制,其具有计算量小、稳定性强等特点.对BLDCM进行建模与分析;在BLDCM数学模型的基础上,分别设计模糊PID控制器和模糊神经网络PI控制器;对设计的控制器进行仿真验证并分析.实验结果表明,模糊神经网络PI控制具有跟踪性能好、超调小、响应快、脉动小等优点,其动静态特性均优于模糊PID控制.     

基于内模控制的改进型三相PWM整流器

针对三相电压型PWM整流器的双闭环控制系统直流母线电压超调较大、对扰动克服能力不强、鲁棒性差等问题,本文对控制系统进行了改进,在电压外环设计一种基于内模原理的控制器以取代传统PI控制器,并对内模控制器中滤波器部分的参数设计进行分析,最后使用MATLAB/SIMULINK进行仿真研究,并与电压外环采用PI控制器的系统性能进行比较。仿真结果表明,在电压环采用内模控制器,可以有效降低直流母线电压超调,快速抑制扰动,具有良好的鲁棒性,性能优于传统PI调节器。     

基于模糊控制的双闭环直流可逆调速系统的设计

对于双闭环直流可逆调速系统,提出了一种将模糊控制与常规PI控制相结合应用在转速环调节器设计的方法。根据工程经验与专家知识所确定的模糊控制规则,进行模糊推理,实现转速环调节器参数的动态整定。应用Matlab软件构建了双闭环直流可逆调速系统的仿真模型,并对转速环分别采用模糊PI控制器和常规PI控制器的直流可逆调速系统分别进行仿真实验并对比结果。从仿真结果可以得出采用模糊控制可以对直流可逆调速系统的动态与静态特性、抗扰性能、恢复性能以及跟踪性能有比较明显的改善与提高。     

直流调速系统中常规PI 与模糊PI 控制器的比较

转速电流双闭环直流调速系统中的PI控制器直接影响其调速性能,利用MATLAB分别建立了由常规PI与模糊PI控制器组成的转速电流双闭环控制直流调速系统的仿真模型,并进行了仿真。仿真结果表明,模糊PI控制器与常规PI控制器相比具有更好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性。