舞台调速吊杆群同步控制策略研究与仿真

提出了基于内模与模糊PID混合的多电机同步控制策略。将内模控制器引入速度并联同步控制系统,将其取代常规PI速度跟踪控制器,以其较强的鲁棒性来抑制系统参数摄动及负载扰动等不确定因素造成的不同步现象;同时结合现代智能控制技术,将专家的控制经验及推理过程融入系统当中,设计了模糊PID同步补偿器,从而实现了多电机的高精度同步控制。     

胎面生产线辅线速度链模糊自适应PID控制

针对常规PID控制在胎面挤出联动生产线辅线速度链整定中,参数整定不尽人意的问题,设计出一种基于模糊控制理论的自适应PID控制器。通过建立模糊控制规则和进行模糊推理来确定PID的参数,实现对辅线速度的调节。利用Matlab的模糊逻辑控制工具箱对算法进行仿真,仿真结果表明,该控制器与常规PID控制器相比,具有调节时间短、超调量小、跟踪调节性能好、鲁棒性等优点。实践证明,这种模糊自适应PID控制器比常规的PID控制器具有更好的控制特性。     

四旋翼无人侦察器轨迹跟踪控制研究

针对在系统动力参数不确定、干扰随机性的情况下,对四旋翼无人侦察器非线性模型进行有效控制的问题,建立了侦察器的动力学模型,并提出了一种基于双层回路的非线性控制器设计方法.其外层回路中设计了基于模糊PID(proportional-integral-derivation)控制的控制器来实现高度和位置跟踪;内层回路中利用滑模控制器来实现姿态稳定控制.仿真结果表明,设计的控制器能够使无人侦察器的运动轨迹和姿态角快速收敛到期望值且稳定在较小的误差范围内,具有较好的适应性和鲁棒性.     

基于内模控制的互耦水槽建模与仿真

研究工业控制器稳定控制问题,内模控制(IMC)结构和设计简便,只有一个整定参数,参数调整与系统动态品质和鲁棒性的关系明确,采用IMC原理可以提高PID控制器的设计水平.为保证水槽系统的稳定性和跟踪性,从IMC的基本结构出发,提出了一种简单的IMC控制器设计方法,使用一个单负反馈回路系统,对控制对象化简成一个简单的一阶加延迟模型,然后整定出所需控制器的参数,以达到控制要求.通过MATLAB上进行仿真,结果表明,所设计的控制器具有常规PID的优点,且跟踪调节性能好,对水槽控制具有较好的鲁棒性和动态性,证明IMC法具有广泛的适用性.     

基于单神经元的PID自适应控制器的仿真研究

本文将神经网络与PID控制器相结合，设计了一种具有自适应、自学习功能的单神经元自适应PID控制器，该控制器可以实现PID参数在线调整，当控制对象参数在较大范围内改变时，该控制器表现出较强的鲁棒性。     

基于sigmoid函数的高超声速飞行器自适应姿态控制

针对高超声速飞行器无动力再入过程中具有强耦合、气动参数摄动及不确定性的非线性姿态模型,提出了飞行器姿态控制的一种非线性设计方法。首先基于时标分离原理分内外环设计非线性动态逆控制器,并利用Sigmoid函数分通道制定控制律。针对单纯使用动态逆控制鲁棒性弱的特点,引入基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的自适应控制器对参数摄动和不确定性进行补偿,在参数拉偏和风干扰条件下仿真结果验证了设计控制器具有较强的鲁棒性。     

基于遗传算法的锅炉水温PID控制寻优

遗传算法相比传统调节方法具有更好的鲁棒性和最优性。结合锅炉动态水温单回路控制系统的PID参数整定与优化问题,采用遗传算法对其参数进行优化。仿真结果表明,这种优化算法加快了收敛速度,有效提高了系统的全局稳定性,增强了PID控制器的鲁棒性。     

基于自适应滑模的喷水推进船舶航向控制

关于船舶航行优化控制,针对喷水推进船舶的航向稳定性控制问题,根据模型中非线性水动力不确定性和外界干扰,提出了基于PID增益调节的自适应滑模控制方法, 并利用Lyapunov稳定性理论证明控制方法的稳定性.控制方法对于模型参数摄动和外界干扰有较好的鲁棒性,PID增益参数的选择可通过在线自适应学习获得,采用边界层方法对设计的滑模控制器的高频抖振加以合理抑制.以一艘喷水推进船舶为例,进行了航向改变的仿真,结果表明设计的控制器具有船舶操纵的良好动态性能,且具有超调小、鲁棒性强的优点,更加符合船舶航向实时控制的工程要求.     

基于PID和LQR的四旋翼无人机控制系统研究

为提高四旋翼无人机的飞行稳定性、无人飞行器控制系统的鲁棒性和控制精度,以建立的四旋翼无人机飞行控制系统模型为基础,采用现代控制理论与传统控制论相结合的方法,针对姿态角速率、姿态角分别设计内环LQR(线性二次型调节器)控制器,及外环PID控制的双回路闲环控制器.充分利用PID控制器易于掌握且对模型要求精度低、LQR控制器能改善内回路的动态特性和稳态性能的特点,完成四旋翼无人机的飞行控制.通过实验遴选该双闭环控制器相关参数并进行优化,实验结果表明所设计的双回路控制器控制性能指标良好.     

锅炉汽包水位系统的免疫PID—免疫P串级控制

借鉴生物免疫反馈响应过程的调节规律，针对电站锅炉汽包水位控制系统，提出一种免疫PID—免疫P串级控制策略．内回路采用免疫P控制器以快速消除给水流量扰动，外回路采用免疫PID控制器以保证汽包水位在给定值，并有效克服蒸汽流量的扰动．该控制策略结构和算法简单，易于工程实现．通过大量的仿真试验证明，该控制策略优于常规的PID串级控制，而且能够适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性、自适应性和抗干扰能力．     

基于内模控制的PID控制器在大时滞过程中的应用研究

基于内模控制的PID控制器,只有一个可调参数,且该参数直接与系统的闭环响应速度和回路的鲁棒性在前,克服了常规PID控制参数整定复杂的缺点,易于为工程技术人员所掌握。城市供水出水浊度过程是一个大惯性、大时滞、非线性、时变以及随机干扰多的难控对象。而把IMC—PID控制器应用在该对象上,仿真结果表明可以取得较理想的控制效果。     

连续搅拌反应釜过程的闭环增益成形PID控制器设计

针对连续搅拌反应釜（CSTR）系统控制问题,设计了一种基于闭环增益成形算法的PID控制器,以提高PID控制器设计的简洁性和鲁棒性。首先假设期望闭环回路传递函数有一阶形式,同时将受控对象的一阶传递函数和PID控制器构成实际闭环回路传递函数。然后,比较期望闭环回路传递函数和实际闭环回路传递函数,即可确定PID参数。最后,以某CSTR系统为例,利用该方法设计了PID控制器,并通过仿真结果比较,检验了该方法所得PID控制器的良好鲁棒稳定性和动态品质。     

一种整数阶系统的分数阶(PID)~γ控制方法

针对常见的1阶、2阶和1阶加积分系统,提出了一种分数阶(fractional order,FO)控制器设计方法.基于内模控制(internal model control,IMC)原理,采用分数阶滤波器推导出了一种分数阶(PID)γ控制器,该控制器仅包含两个可调整参数,有效降低了分数阶控制器整定的难度,并基于系统相位裕量φm和截止频率ωc,实现了分数阶(PID)γ控制器的参数整定.仿真结果表明,所提出的方法不但设计简单,参数整定方便,而且可使系统获得良好的设定值跟踪特性和干扰抑制特性,以及克服系统参数摄动的鲁棒性.     

基于滤波反演法的参数不确定自动引导车的运动控制

针对参数不确定的自动引导车的运动控制问题,应用Backstepping方法设计自适应控制器,并运用Lyapunov稳定性理论与Barbalat定理证明了系统的稳定性;同时利用进化规划算法优化控制器参数,通过跟踪微分器对输入信号与虚拟控制信号进行滤波处理并提取微分信号,避免了对虚拟控制信号的解析求导,简化了控制器的设计过程。与传统PID控制的对比仿真结果表明,所提出的自适应控制策略能较好地补偿系统参数摄动的影响,提高了自动引导车的轨迹跟踪性能和鲁棒性。     

基于IBC-PID控制的四旋翼轨迹跟踪控制

针对四旋翼飞行器在阵风扰动下的轨迹跟踪控制问题,提出一种结合积分反步法控制与PID控制的混合控制算法.首先,分析了四旋翼飞行器的受力情况,并采用牛顿 欧拉法建立其动力学方程;其次,根据时间尺度原理,将四旋翼飞行器的控制结构分成位置控制回路与姿态控制回路,前者采用积分反步法进行抗干扰控制,后者采用PID控制进行镇定;同时,引入粒子群算法,利用其寻优优势对所设计的控制器参数进行调整;最后,通过一个螺旋线跟踪仿真对本文所提控制算法的有效性进行了验证.仿真结果表明,本文所提算法具有一定的鲁棒性、稳定性与适用性,能够满足四旋翼轨迹跟踪控制的需求.     

面向工业过程的鲁棒PID控制器设计

将内模控制原理和极小极大优化原则相结合,提出了一种新的鲁棒PID控制器 设计方法.优化设计过程分步进行,综合采用多参数随机优化和解析优化方法.设计结果具有 算法稳定、鲁棒性强、一致性好等特点,适合于工况变化频繁的工业过程回路控制.     

自适应模糊PID控制在AUV控制中的应用

自治潜水器(AUV,Autonomous Underwater Vehicle)是非线性、强耦合、大惯性的多输入多输出系统,又由于受到海流、传感器、执行机构等不确定性的影响,对AUV控制器的鲁棒性能提出了更高的要求.本文针对我国正在研制开发的长航程自治潜水器的特性及其对航行控制的要求,将PID控制与模糊控制的简便性、灵活性以及鲁棒性结合起来,为AUV设计了可在线修改PID参数的自适应模糊PID控制器,仿真结果证明了该种控制方法不但提高了AUV系统的动态特性,而且可在参数摄动和外界扰动时获得较好的控制性能.     

模糊自整定PID控制器在再热汽温控制中的应用研究

针对工业过程中再热汽温等一类大迟延惯性时变对象,采用模糊自整定PID控制器对PID参数调节和优化,该方法将模糊技术与PID控制综合起来,实现了PID控制的智能化。仿真结果表明:与常规PID控制器相比,模糊自整定PID控制器具有很强的适应性、鲁棒性和抗干扰性。     

模糊自整定PID控制器在再热汽温控制中的应用研究

针对工业过程中再热汽温等一类大迟延惯性时变对象,采用模糊自整定PID控制器对PID参数调节和优化,该方法将模糊技术与PID控制综合起来,实现了PID控制的智能化.仿真结果表明与常规PID控制器相比,模糊自整定PID控制器具有很强的适应性、鲁棒性和抗干扰性.     

具有参数不确定性的轮式移动机器人自适应backstepping控制

针对参数不确定的轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,设计自适应跟踪控制器.基于移动机器人的动力学模型,采用backstepping积分方法,通过逐步递推选择适当的Lyapunov函数,设计基于状态反馈的自适应控制器,并进行了相应的稳定性分析.与传统PID控制进行仿真对比,结果表明提出的自适应控制策略能较好地补偿系统参数摄动的影响,提高了移动机器人的轨迹跟踪性能和鲁棒性.