球杆系统的内模PID控制

本文针对开环不稳定球杆系统,提出了一种内模PID控制器设计方法.首先通过机理分析建立了系统的数学模型,并利用一阶环节逼近模型中的积分环节,然后在此基础上根据内模控制(internal model control,IMC)原理设计了系统控制器,并推导出了相应的内模PID控制器,与常规PID控制器相比,该控制器仅有一个可调参数,且系统具有整定方便、鲁棒性强的优点.仿真和实验结果表明,内模PID控制器能使小球快速地稳定在目标位置,具有良好的稳定性和鲁棒性.     

基于内模原理的简单PID自校正预测控制器

论述了PID自校正预测控制器的一种简单设计方法。其主要内容有：内模控制原理；基于内模原理构成d步超前预测控来］器；根据d步超前预测信号，设计了PID自校正预测控制器。仿真结果表明：这种控制技术是有效的。     

一种积分时滞过程的内模PID鲁棒整定方法

针对工业系统中普遍存在的积分时滞过程,提出了一种内模PID（比例-积分-微分）控制器设计及鲁棒整定方法.利用一阶环节逼近积分环节,改善了内模控制系统的稳态特性,在此基础上利用一阶泰勒表达式逼近过程模型中的时滞项,得出了内模PID控制器的设计方法,并根据最大灵敏度Ms指标,导出了对控制器可调参数进行鲁棒整定的解析表达式,克服了常规方法中参数整定的盲目性.仿真结果表明该方法可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性.     

磁悬浮小球系统的内模控制

针对非线性不稳定磁悬浮小球系统,研究了内模控制器的设计方法.采用机理分析法建立了系统的近似化线性模型,考虑系统的不稳定特性,首先利用PD控制的反馈内回路进行镇定,然后针对稳定的广义对象设计了内模PID控制器.通过与常规PID控制进行仿真比较,结果表明该方法可以获得更好的跟踪性能和鲁棒性,另外,对磁悬浮小球系统的实时控制实验效果证实了该方法的有效性.     

质子交换膜燃料电池最优过氧比多内模控制

基于多模型的内模控制及前馈控制研究了质子交换膜燃料电池的最优过氧比控制策略.在该策略中,通过选择不同典型工况点进行模型线性化以获取系统内模;结合隶属函数和前馈设计方法实现了最优过氧比的多内模控制策略.仿真结果表明,该控制策略比常规单内模控制器以及PID控制在大范围内具有更好的控制品质.     

基于稳定裕度的新型IMC-PID整定方法

提出了一种针对稳定过程的内模proportion integration differentiation(IMC-PID)控制器整定方法。通过在频域内保证系统达到期望的相位裕度和幅值裕度,将内模控制器转化成PID控制器。转化过程中选用欧拉公式替代内模控制器分母中的非线性部分,并应用拟合方法得到了内模控制系统中滤波器参数与稳定裕度之间的解析关系。在整个转化过程中没有应用任何近似方法,所以最终得到的PID控制器与经典内模控制器能够取得相同的控制效果。最后通过仿真实例验证了本方法的有效性。     

时滞系统鲁棒IMC-PID控制器的研究

针对无精确模型情况下的FOPDT对象,首先通过一阶Pade近似获得系统的相乘不确定性界,然后采用内模控制器的设计步骤,以满足控制系统鲁棒性为条件,确定滤波时间常数的范围,最后,由等效的反馈结构,将内模控制方法引入PID控制器的设计,得到了其参数的明确解析结果。该方法避免了传统整定的复杂试凑过程,为时滞系统PID控制器设计提供了一条简单有效的途径。仿真结果验证了该方法的有效性。     

高阶反向响应过程的分数阶PID控制器设计

针对具有反向响应特性的高阶过程,提出了一种分数阶PID控制器设计方法.为了便于控制器设计,采用一种改进的微粒群优化算法对高阶过程模型进行简化处理,在此基础上,根据内模控制原理设计分数阶PID控制器,该控制器仅有一个可调参数,有效降低了控制器整定的复杂度,并根据最大灵敏度指标推导出控制器参数整定的解析表达式,克服了参数选择的盲目性.仿真结果表明,该方法可使系统具有良好的设定值跟踪、扰动抑制特性以及克服参数摄动的鲁棒性.     

内模PID控制器在云台伺服系统中的应用

针对SG-5452460005-15W型永磁式直流减速电动机驱动的YP3091型摄像机云台伺服系统,建立了数学模型,并基于内模控制原理设计了一种新型PID控制器。该控制器设计方便,只有一个可调参数。仿真结果表明:系统的水平跟踪和仰俯跟踪误差均方根分别为0.15 mrad和0.32 mrad。与传统PID控制器相比,在内模PID控制器参数调节方面,系统跟踪响应快,精度高,抗干扰能力强,鲁棒性好。     

基于IMC的中储式球磨机负荷控制系统设计与仿真

钢球磨煤机由于其控制对象具有非线性强、大滞后和时变特性,采用常规的PID控制器难以获得满意的控制效果,以球磨机负荷控制系统作为研究对象,提出一种易于工业实现的模糊内模控制器设计方法,通过仿真研究可以看出,模糊内模控制器能提高球磨机负荷控制系统的响应速度和鲁棒性,有良好的工程应用前景和价值。     

基于FUZZY-PID复合控制的减摇鳍控制系统仿真

设计了基于模糊控制和PID控制理论的FUZZY-PID复合控制减摇鳍控制系统,以横摇角和横摇角速度为输入量,鳍角为输出量,基于Conolly理论建立了船舶模型,利用MATLAB针对不同海情对控制器进行了仿真,结果表明减摇鳍模糊控制器动态响应性能和稳态控制精度均十分理想,能够满足减摇鳍控制系统的控制要求。     

一种基于模糊神经网络的自适应PID智能控制器

设计了一种新的基于模糊神经网络的自适应PID智能控制器,该系统利用模糊神经网络对被控对象进行模糊辨识,同时,采用BP学习算法的神经网络自适应地调整PID控制器的参数,将模糊技术、神经网络与PID控制综合起来,从而实现PID控制的自适应和智能化。仿真实验表明,该控制器具有较高的控制品质。     

两辊压延机厚度模糊PID控制系统设计与仿真

将模糊控制器和PID控制器相结合,建立了压延厚度模糊PID自动控制系统,把模糊控制技术应用于厚度控制系统中,解决了PID控制系统调节过慢或容易超调等问题.MATLAB仿真实验结果表明,该系统响应速度快、稳态误差小,控制性能比PID控制有了很大提高.     

喷涂机器人关节PID控制器自适应模型的建立

针对喷涂机器人各关节传递函数时变的特点,提出一种PID自适应控制的新方法。在对喷涂机器人进行动力学分析的基础上,应用数值法简化关节动力学方程,进而建立各关节的传递函数,并通过试验,设计在不同位置的PID控制器,获取相应的PID参数。应用最小二乘法建立PID参数与关节转角位置的关系模型。为验证模型的准确性,利用该模型指导了下一时刻关节PID控制器的设计,并进行了仿真试验。结果表明,在模型指导下所设计的PID控制器响应速度快,基本可满足喷涂作业的要求。     

采用自适应模糊PID的二阶倒立摆控制

建立一个二阶倒立摆的数学模型,将常规比例-积分-微分(PID)控制与模糊控制相结合,设计模糊PID控制器,实现PID参数的自适应模糊整定.仿真实验表明:所设计的模糊PID控制器能很好地实现二阶倒立摆的扶起平衡控制,控制效果明显好于常规PID控制器,超调量和调节时间较小,具有较好的抗干扰能力,非常适合二阶倒立摆模型的稳定控制.     

基因型扩增仪的温度控制系统

以模糊控制和PID控制为理论基础结合实际设计了单片机控制的温度检测电路及灵活性较高的智能控制器.根据温度控制箱的实时特性在线调整PID参数,提高了系统的控制精度,使温度控制更加合理准确.用Matlab/Simulink系统仿真软件对普通PID和模糊PID进行了仿真,并进行了对比分析.对比结果可以看出,所设计的模糊PID具有较好的稳态精度,响应快速性,超调量也很好.编制了单片机与上位机的串行通信程序,增强了检测系统的智能性与交互性;所采用的电路和程序具有较好的通用性和可移植性.     

基于粒子群优化的主动悬架PID控制策略

针对汽车主动悬架比例-积分-微分控制器(proportional-integral-derivative,PID)参数选择问题,传统PID控制参数整定具有一定的盲目性.设计了粒子群优化算法,目标函数根据悬架性能指标建立,利用粒子群优化算法,优化了PID控制器中的参数.结果表明,与优化前PID控制的主动悬架相比,采用粒子...     

基于单神经元PID控制器的闭环控制系统

目的 解决传统PID控制器对时变系统控制能力不强的弊病。方法 利用神经网络理论与传统PID控制理论相结合。结果 设计了一种单神经元PID控制器，将其应用于被控制对象是快时变和慢时变的两类闭环控制系统。结论 实验证明这种单神经元PID控制器通过在线边学习边控制的方式，实现了实时控制。     

加入滞后时间削弱器的大滞后系统的最优模糊PID控制

首先给大滞后系统加入滞后时间削弱器,将大滞后的对象演变成小滞后的对象,然后基于模糊控制原理、极小值原理和PID控制理论,设计一种最优模糊PID控制器对小滞后对象进行自适应控制.仿真结果表明,加入滞后时间削弱器能使大滞后系统更容易控制;最优模糊PID控制器比模糊PID控制器具有更好的抗干扰性和鲁棒性,且系统响应的上升时间和调节时间明显缩短.     

制糖离子交换模糊控制系统的设计与仿真

针对传统制糖离子交换工艺系统的不足,利用爱默生PLC设计了离子交换流量模糊控制系统。提出把模糊控制理论和PID控制理论相结合的方法,设计实现模糊-PID复合控制系统。通过Matlab仿真可看到将模糊控制算法与PID控制原理相结合相互补偿的方法与常规PID控制方法相比,模糊控制PID系统具有控制精度高,可靠性好,适应性好的优点。