PID参数整定的半导体激光器温度控制

为了降低环境温度对近红外分布反馈式激光器(DFB)的输出光功率以及中心波长波动的影响,采用PID控制方案设计了一种DFB激光器温度控制系统.PID系统通过硬件电路调整比例(K_p)、积分(K_i)及微分(K_d)参数来寻求动态平衡建立时间和最大振荡幅度的最佳值.结果表明,该温度控制系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为10~50℃.通过较长时间的监测,DFB激光器的温度始终处于稳定状态,输出的中心波长没有出现漂移,能够满足气体浓度高检测精度的要求.     

基于自适应模糊PID控制的电阻炉温度控制系统

以电阻炉温度控制作为对象,针对温度常规PID控制系统由于温度的非线性、时变性和滞后性等特性,存在超调量较大、调节时间较长等问题,对控制系统采用自适应模糊PID控制算法,使用MATLAB软件的Simulink进行了仿真.由仿真结果知,该自适应模糊PID控制具有良好的控制性能.最后给出了该自适应模糊PID控制系统PLC的实...     

高稳定、强鲁棒性DFB激光器温度控制系统

为减少分布式反馈(DFB)激光器输出波长和光功率受其工作温度波动的影响,采用Ziegler-Nichols比例-积分-微分(PID)控制算法,设计并研制了一种具有强鲁棒性的DFB激光器温度控制系统。利用该温度控制系统,对中国科学院半导体研究所研制的中心波长为1.742μm的DFB激光器进行了温度控制测试。实验证明,该系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5～60℃,并在长时间(220min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,为DFB激光器在红外气体检测领域的实用化提供了性能保障。     

基于遗传算法的温度PID智能控制系统设计

针对经典PID控制无法有效解决温度控制系统普遍存在的非线性和延迟性等问题,提出了基于遗传算法和智能PID的复合控制结构.采用单片机、铂电阻和TEC制冷器分别作为控制处理器、温度传感器和温控执行器来设计温度控制系统,构建了智能PID控制算法来动态调整控制过程中的PID三个参数,并利用遗传算法的快速搜索能力对控制参数进行优化.结果表明,该系统的温度控制范围为10~55℃,控制精度为±0.03℃,超调量小于15%,具有较好的工程应用前景.     

模糊自适应PID控制在电阻炉温控中的应用仿真

电阻炉是一个具有工作参数随炉温变化而变化的受控对象,具非线性和大滞后的特性,很难建立其精确的数学模型.本文设计了一种电阻炉温模糊自适应PID控制器硬件系统及控制逻辑,首先将电阻炉温度模型等效为一阶惯性滞后环节,根据系统误差e和误差变化率ec作为系统的输入量,然后采用一种模糊自适应PID控制方法,对PID的参数进行在线自动调整.为了验证设计系统的合理性,通过软件MATLAB对整个控制系统进行建模和仿真.仿真结果表明:设定电阻炉控制炉温为100℃时,采用传统的PID控制算法超调量为18.5%,经过600 s达到稳态;而采用模糊自适应PID控制算法的超调量基本为零,达到稳态时间为300 s,由此说明模糊自适应PID控制算法响应快、达到稳态时间短且稳态效果好;在仿真时间第600 s的时候对两种不同电阻炉炉温控制系统添加一个-5℃的干扰信号,模糊自适应PID控制系统波动小、恢复稳态时间短,说明其抗干扰能力强、鲁棒性好;因此,通过本文研究表明:将模糊自适应PID控制算法应用在电阻炉温度控制中,控制效果好、实用价值高.     

基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统

为了实现半导体激光器温度的精确控制,设计了将PID控制与遗传算法相结合的高精度温度控制系统.该系统使用热敏电阻与光电二极管进行测量和反馈半导体激光器的温度值,并用热电制冷器作为温控执行器,构成了双闭环控制系统,提出了利用遗传算法在线优化PID参数的方法,根据实时测量偏差、控制器输出和上升时间构建函数作为待优化的性能指标,从而动态调整控制器的参数.结果表明,系统能够实现高精度的温度稳定控制,稳定度达到0.027%,温度偏差为0.002℃,控制效果优于传统的PID控制,具有较好的应用价值.     

基于参数自整定模糊PID控制的恒压供水系统

从硬件和软件两方面详述了以89C51单片机作为恒压供水控制系统的核心部件,采用模糊自适应PID参数控制算法构成的实用恒压控制系统.通过自动整定PID的参数Kp、Ki、Kd,使PID控制器能够通过改变输出电压来控制执行机构变频调速器的频率,从而使整个供水系统保持给定压力.     

模糊PID算法在网络控制系统中的应用

在网络控制系统中,传统PID控制方法的参数的非线性增加了对其参数的调整难度。搭建了基于模糊PID控制的网络化控制系统平台,对模糊自适应PID控制算法在网络化控制系统中的参数整定进行了研究,确定了变量隶属函数。在Matlab环境下利用TrueTime工具箱和fuzzy模糊控制模块对传统PID控制算法和模糊自适应PID控制算法进行了仿真比较,结果表明模糊PID控制算法明显地改善了控制系统的动态性能,并且此方法易于实现,便于工程应用。     

基于协同进化算法的水轮机模糊PID调速器研究

针对水轮机调速器常规PID控制不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的问题,提出一种改进的基于协同进化遗传算法的模糊自适应PID控制算法,该方法采用协同进化遗传算法同时优化模糊PID控制的模糊规则和PID整定公式中的3个比例因子,通过模糊推理的方法求解PID参数的变化量,对PID参数进行自动整定,为了避免优化得到的模糊规则之间发生跳变,在目标函数中引入一光滑因子。仿真表明,该控制算法具有良好的静态和动态性能。     

基于模糊神经网络的PID温度控制系统

应用模糊神经网络PID控制技术，建立了高分子聚合物反应温度控制系统。该系统利用模糊神经网络调整PID参数，进一步完善了PID控制的自适应性能，自行设计了该控制系统的硬件和软件部分，可以接入8点热电阻信号，具有显示温度、自动控温、声光报警等功能，应用结果说明，该温度控制系统充分利用了模糊神经网络和PID控制的优点，具有良好的动、静态特性和自适应性。     

ACS algorithm-based adaptive fuzzy PID controller and its application to CIP-Ⅰ intelligent leg

Based on the ant colony system(ACS)algorithm and fuzzy logic control,a new design method for optimal fuzzy PID controller was proposed.In this method,the ACS algorithm was used to optimize the input/output scaling factors of fuzzy PID controller to generate the optimal fuzzy control rules and optimal real-time control action on a given controlled object.The designed controller,called the Fuzzy-ACS PID controller,was used to control the CIP-I intelligent leg.The simulation experiments demonstrate that this controller has good control performance.Compared with other three optimal PID controllers designed respectively by using the differential evolution algorithm,the real-coded genetic algorithm,and the simulated annealing,it was verified that the Fuzzy-ACS PID controller has better control performance.Furthermore,the simulation results also verify that the proposed ACS algorithm has quick convergence speed,small solution variation,good dynamic convergence behavior,and high computation efficiency in searching for the optimal input/output scaling factors.     

自适应模糊PID在中频弯管机温度控制中的应用

针对中频弯管机在温度控制过程中测量精度低、温度波动范围较大、干扰源多等问题,设计了一套中频弯管机温度控制系统.采用PLC控制技术,利用双色红外测温法,并将自适应模糊PID控制技术引入弯管机的温度控制系统中.实验结果表明:采用自适应模糊PID控制,中频弯管机温度控制范围最大波动为20℃,对温度进行每次1 ms的采集,测量误差小于1%,增强了系统的调节精度,并对采集数据进行实时显示和存储,满足实际应用的要求.     

改进型模糊自整定比例积分微分温度控制系统

针对传统比例积分微分(PID)控制系统在温度控制中存在超调量大、处理时间长,以及温度的非线性、时变性和滞后性等问题,提出一种改进型的模糊自整定比例积分微分控制系统控制电炉温度.首先利用传统的PID控制器算法,计算出当前系统的误差及误差变化,再根据模糊推理和变论域的在线参数调整原理,修正比例参数、微分参数、积分参数,最后将这些参数传输到PID调节器输出控制电炉温度.通过对电炉在500℃与1 000℃时的控制仿真实验,结果表明改进型的模糊自整定PID控制算法对电炉温度控制的稳定性、鲁棒性更好,减少了温度波动对温度控制系统的影响.     

现代水轮发电机调速策略的发展

讨论了水轮机调速器PID控制、自适应控制和几种智能控制及非线性鲁棒控制的优缺点,指出了神经网络控制、模糊控制和PID控制相结合可以实现PID控制器参数的在线调整.针对经典的PID调节,利用改进遗传算法对参数进行了优化,实现PID参数快速调整.非线性鲁棒控制是针对水轮发电机组的非线性化模型设计的,可有效改善水电厂远距离输...     

基于ARM的嵌入式自适应温度控制系统设计

针对传统电阻炉温控系统受时滞长、惯性大和非线性等因素影响而普遍存在超调量大和调节时间长等问题,设计了一种基于ARM的嵌入式自适应温度控制系统.采用基于神经网络的PID自适应控制器对温度进行准确控制,提出了模糊Smith预估补偿控制方法来消除纯滞后系统的超调并提高稳定性,并将该方法与传统PID和模糊PID的控制方法进行了比较.结果表明,该系统能够实现电阻炉温度的快速和准确控制.相对于其他两种方法,该方法在系统超调和调节时间方面有极大提高,增强了系统的鲁棒性,具有较好的工程应用前景.     

基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统

针对半导体激光器工作温度随时间变化存在漂移和不稳定的问题,提出了基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统.将单片机、铂电阻和TEC半导体制冷器分别作为系统的处理器、温度敏感器和温控执行器,通过遗传算法模型来分析被控对象的物理特性,利用遗传算法的快速搜索能力来训练温度控制的权系数,并对设计的系统进行实验验证.结果表明,该系统的温度控制精度为±0. 002℃,控制范围为5～70℃,超调量低于8%,能够实现高精度和宽范围的控制效果,具有较好的工程应用价值.