智能PID控制器控制算法及其仿真研究

介绍基于仿人智能控制的PID控制器,先在Matlab仿真环境下,以控制炉温为例,简单分析证明了仿人智能PID控制算法较传统的PID算法的优越性。将仿人智能PID算法简化成单片机应用程序,自行设计了智能PID控制器。此控制器具有较好的控制效果和兼容性,可支持标准的串口通讯协议,结构简单、价格低廉。     

仿人控制在液体粘性软启动装置中的应用

以带式输送机的调速启动为研究对象,把仿人智能控制与PID相结合,应用于液体粘性软启动控制器,运用MATLAB软件对带式输送机软启动进行仿真。仿真结果表明仿人智能PID控制效果优于常规PID。     

火电厂球磨机智能控制系统

以球磨机本体运行调节需求和运行操作经验为基础,设计以仿人控制为主体,多种控制方式相结合的智能控制系统。该系统从结构上实现了静态解耦和风煤协调,合理组合了仿人控制、比值控制和非线性PID控制算法优势。工程应用表明,该控制系统能解决球磨机运行优化和控制优化的双重问题,控制系统鲁棒性强,具有工况自适应能力。     

自感知磁流体轴承控制系统的设计及仿真分析

为实现磁流体轴承的自感知功能,设计一个PID闭环反馈控制系统,使磁流体轴承可以在不同工作状态下自动调节阻尼,从而达到最优减振效果。为验证闭环控制系统的合理性,利用MATLAB/Simulink搭建磁流体轴承闭环控制系统的仿真模型,在仿真模型中施加相同的激励信号,并对施加PID控制与未施加控制所得到的数据进行对比分析。仿真结果表明：磁流体轴承在施加PID控制下能有效减小转轴的振幅和轴承的振动,并且抑制效果明显,特别对振幅峰值处的抑制更为有效,证明了该自感知轴承控制系统的可行性与有效性,为自感知磁流体轴承后续研究提供了理论依据。     

仿人智能PID控制器的设计与应用

针对发酵过程的不确定性、非线性、大时滞等特点所采用的仿人智能PID控制器克服了常规PID控制方法积分饱和现象,结合了仿人智能和PID的优点,并引入了智能积分环节.应用在发酵pH控制系统中,提高了系统的稳定性和响应速度,使系统不会出现大的超调或失调.     

基于PMAC的仿人按摩机器人手臂控制系统设计

仿人按摩机器人手臂是按摩机器人的重要组成部分,其控制系统是中医按摩机器人完成按摩位置精确定位的关键因素。为了实现对仿人按摩机器人手臂精确控制,基于PC+PMAC运动控制卡设计了仿人按摩机器人手臂控制系统。通过PC与PMAC运动控制卡之间的通信对PMAC运动控制卡进行参数设置以及PMAC运动控制卡的PID控制器参数的优化。基于VC++软件开发平台设计了控制系统软件。仿真及实际应用效果表明,设计开发的仿人按摩机器人手臂控制系统实现了对手臂的控制,达到了设计要求。     

仿人智能PID控制在无塔恒压供水中的应用

针对无塔恒压供水系统非线性、大时滞性、难以精确建模等特点,采用基于专家规则的仿人智能控制(HSIC)和PID控制结合的方法,形成仿人智能PID控制算法,并通过MATLAB仿真,证明该方法比常规使用的PID方法有更好的响应特性。将该方法应用于控制无塔恒压供水系统,不仅提高了系统的稳定性,而且实现了节能降耗带来一定的经济效益。     

基于PID控制煤矿用磁悬浮通风机系统设计与研究

针对机械接触式通风机存在振动强、噪声大和机械磨损严重等问题,提出以磁悬浮轴承取代机械接触式轴承。根据磁悬浮风机的结构设计了满足主动磁悬浮轴承控制性能要求的PID控制系统,并对所设计的PID控制的系统用Simulink进行了仿真和实验,结果表明该PID控制系统具有良好的动态性和稳态性。     

基于扩充临界比例系数法的电磁轴承数字PID控制器参数整定

通过对电磁轴承系统的原理介绍,建立了电磁轴承数字控制系统模型,同时介绍了电磁轴承数字PID控制系统,采用MATLAB系统的工具箱对电磁轴承的控制系统建立数字和模拟两种模型并进行仿真,得到仿真结果,依据仿真结果研究了数字PID控制器参数对电磁轴承控制系统的影响,应用基于系统临界震荡的闭环整定方法的扩充临界比例系数法对数字PID控制器参数进行整定,得出较理想的仿真结果,为今后电磁轴承数字控制系统的设计提供了一种简洁高效的方法。     

基于虚拟技术的电磁轴控制系统设计

介绍了虚拟技术的特点，开发了基于虚拟技术的电磁轴承控制系统，研究了电磁轴承PID控制的3个控制参数，给出了PID控制参数的选择方法及其控制仿真结果，证实了该控制方法的有效性。     

车载飞轮电池的振动控制策略研究

针对车载飞轮电池在不同工况下振动及磁悬浮轴承非线性和本质不稳定性的特点,开发了基于单神经元的PID控制软件,利用单神经元的自学习能力并通过加权系数自适应地对PID各控制参数进行调整,使得控制器的输出为PID各控制参数的非线性组合,克服了单一PID控制参数无法满足系统动态性能需要及控制参数整定困难的缺点。通过仿真分析和飞轮转子系统的高速运行试验,对比研究了不完全微分PID策略和单神经元自适应PID策略的控制效果。研究结果表明,与不完全微分PID策略相比,单神经元自适应PID策略具有无超调、鲁棒性好、调节时间短等优点,飞轮转子系统具有更好的动态性能。     

磁力轴承系统PID控制特性的研究

叙述了磁力轴承的主动控制原理及控制系统的组成;分析了磁力轴承系统的刚度阻尼特性与其控制器特性之间的关系;同时分析了采用PID控制的磁力轴承刚度阻尼与控制系统各参数之间的关系,提出一种简便的PID参数设计方法.     

轴向主动磁轴承的模糊自抗扰控制

为了实现轴向主动磁轴承的准确和稳定控制,根据模糊控制理论和自抗扰控制(ADRC)理论,设计了轴向主动磁轴承模糊自抗扰控制系统,采用模糊控制器整定ADRC中非线性控制参数,并且给出了其控制算法和控制系统的结构.利用软件Matlab/Simulink对所设计的控制系统进行了仿真研究,仿真结果表明:所设计的轴向主动磁轴承模糊自抗扰控制系统具有响应速度快、超调量小、抗干扰能力强和鲁棒性好等特点.     

Fuzzy控制方法及其在气体温度控制的运用

阐述了Fuzzy控制方法的原理及其在自动控制方面的实际运用,通过与PID控制方法比较,并将二者有机结合,从而实现现代智能控制;设计了医用充气式保温毯保温气囊气体温度控制方案,实现了人体温度调节并控制在正常温度范围内的智能控制系统,控制过程具有快速性和稳定性等优点.     

箱式电阻炉人工智能(AI)温度控制系统的设计

为提高箱式电阻炉温度控制精度,保证热处理工件产品质量,设计以AI调节器为控制核心的人工智能温度控制系统。控制系统采用模糊规则进行PID调节,控制参数能够自动整定,这种新型算法彻底消除了PID饱和积分现象,并能在降低超调的同时提高响应速度。通过试验,人工智能温度调节系统对箱式电阻炉的控制能达到较好的动态和稳态指标,具有较强的实用性。     

基于RBF神经网络的非线性系统智能控制

针对工业控制领域中复杂非线性时变系统，采用传统的控制方法不能达到满意的控制效果，提出了基于神经网络的PID自适应控制方案。采用神经网络辨识器在线辨识系统模型，自动调整PID控制器参数，从而实现系统的智能控制。仿真结果表明该方法对于复杂非线性系统能进行有效的控制并且具有很好的自适应性和鲁棒性。     

Unbalance vibratory displacement compensation for active magnetic bearings

As the dynamic stiffness of radial magnetic bearings is not big enough,when the rotor spins at high speed,unbalance displacement vibration phenomenon will be produced.The most effective way for reducing the displacement vibration is to enhance the radial magnetic bearing stiffness through increasing the control currents,but the suitable control currents are not easy to be provided,especially,to be provided in real time.To implement real time unbalance displacement vibration compensation,through analyzing active magnetic bearings(AMB) mathematical model,the existence of radial displacement runout is demonstrated.To restrain the runout,a new control scheme-adaptive iterative learning control(AILC) is proposed in view of rotor frequency periodic uncertainties during the startup process.The previous error signal is added into AILC learning law to enhance the convergence speed,and an impacting factor influenced by the rotor rotating frequency is introduced as learning output coefficient to improve the rotor control effects.As a feed-forward compensation controller,AILC can provide one unknown and perfect compensatory signal to make the rotor rotate around its geometric axis through power amplifier and radial magnetic bearings.To improve AMB closed-loop control system robust stability,one kind of incomplete differential PID feedback controller is adopted.The correctness of the AILC algorithm is validated by the simulation of AMB mathematical model adding AILC compensation algorithm through MATLAB soft.And the compensation for fixed rotational frequency is implemented in the actual AMB system.The simulation and experiment results show that the compensation scheme based on AILC algorithm as feed-forward compensation and PID algorithm as close-loop control can realize AMB system displacement minimum compensation at one fixed frequency,and improve the stability of the control system.The proposed research provides a new adaptive iterative learning control algorithm and control strategy for AMB displacement minimum compensation,and provides some references for time-varied displacement minimum compensation.     

轴向零偏置电流控制磁悬浮系统动态性能的研究

为了减小实体推力轴承的铁损,在轴向自由度采用零偏置电流控制,通过试验分析了磁悬浮轴承转子系统的稳定域和动态性能,并与轴向有偏置电流控制磁悬浮系统进行了比较。结果表明轴向零偏置电流控制方法不会降低系统的动态性能。     

用FCGA优化的四辊冷轧机恒张力模糊控制系统

为了保证冷轧机轧制中带钢恒张这一特点，设计了四辊冷轧机恒张力模糊控制系统。该系统含有电压、电流和速度三个内环，最外环为张力环；电压环和电流环采用一维模糊控制器控制，速度环和张力环采用二维模糊控制器控制。为了加强模糊控制的自适应性，采用了一种模糊控制的遗传算法将外张力模糊控制器的隶属参数进行优化。理论分析和仿真结果都表明该系统对带钢恒张控制具有很强的鲁棒性和实时性，即使在变工况下（大范围变负荷下）也保持了良好的控制性能。     

弹性转子-电磁轴承系统的建模与控制

利用传递矩阵法,建立电磁轴承支承的多自由度弹性转子陀螺耦合系统的线性变参数模型,对此系统进行状态可控、可视,输出可控及系统稳定性分析;针对实际应用中的PID控制方法对闭环系统进行时域仿真,讨论了实现中非纯微分结构及不共点问题的影响。