变论域自适应模糊PID控制系统仿真与应用

由于电液伺服系统具有非线性、时滞性等问题,自适应模糊PID控制方式仍难以精确控制马达转速,故设计了变论域自适应模糊PID控制算法。通过设计合适的伸缩因子,将变论域与自适应模糊PID控制相结合,该算法可以精确控制电磁比例阀的流量进而控制马达的转速。将PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和变论域自适应模糊PID控制算法进行Matlab仿真,结果表明：变论域自适应模糊PID控制具有响应快、无超调、稳态误差基本为零的特点。通过可编程控制器实现了模糊PID控制与变论域自适应模糊PID控制算法在电液伺服系统中的应用,实验数据表明,变论域自适应模糊PID控制更加精确,符合工业控制要求。     

基于云台的变域论模糊PID算法研究

为了使云台能够快速的响应环境变化从而达到动态平衡目的,提出变域论模糊PID控制算法实现调平过程中动态特性控制设计。该系统以ARM920T为控制单元,采用模糊PID算法对云台进行控制。利用MATLAB对模糊PID算法进行了仿真分析,最后对变论域、模糊及传统算法的效果进行比较：在保证动态稳定性的前提下,模糊PID算法比常规PID算法能够有效的提高响应速度。     

遗传算法优化的模糊+变论域自适应模糊PID复合控制策略

针对变风量空调系统的不确定性和参数整定困难问题,提出了一种用遗传算法优化的模糊+变论域模糊PID复合控制器的新方法.该控制器由模糊控制和变论域模糊PID控制两部分组成.在系统动态阶段,采用模糊控制使其具有最优的动态性能;当系统进入稳态阶段,采用变论域自适心模糊PID控制使其具有最优的稳态性能.用遗传算法对主控制器的PID参数值进行离线优化,将其作为在线调节的初值,通过变论域的模糊推理在线调整系统的PID参数,使之具有良好的自适应能力.用模糊平滑切换保证了两种不同控制方式的平稳过渡.将提出的复合控制策略应用于变风量窄调系统的室温串级控制中,计算机仿真结果表明,该方法使系统具有良好的动、稳态性能,抗干扰和鲁棒性好.     

变论域模糊控制的无刷直流电机控制系统

为了改善无刷直流电机(BLDCM)的调速性能,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用,变论域自适应模糊控制对模型无精确要求、速度快、精度高、鲁棒性好、适应性强.详细分析了BLDCM电机模型的建立、控制结构设计、伸缩因子的选择等,给出了具体的控制算法设计,并在Matlab仿真平台下,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制的仿真系统,其中,转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器.仿真结果表明,与常规PlD控制和普通模糊PID控制相比,采用变论域自适应模糊PID控制时,转速输出无超调,响应速度快.转矩脉动小,控制精度高,为无刷直流电机在军事、办公设备、家电等需要快速、高精度控制、抗扰能力强的场合的应用提供了一种有效的解决方案.     

变论域模糊控制在高温马弗炉中的应用

以高温马弗炉为被控对象,着重阐述如何在高温马弗炉的升温过程中将变论域方法与一般模糊PID控制两者结合起来,实现变论域模糊PID控制。这样,在一些对温度要求较苛刻的情况下,系统可以保证超调更小、响应更快、抗干扰能力强。并基于变论域模糊PID算法设计一个模糊PID控制器。最后对整个系统在Matlab环境下进行仿真实验,对比一般模糊PID控制和变论域模糊PID控制的动、静态性能,从实验角度深入分析验证变论域模糊PID控制具有更佳的性能参数和控制效果。     

基于预测双反馈的3D打印机温度优化控制

针对FDM型3D打印机喷头温度控制系统的非线性、大滞后等特点,传统PID控制难以满足实际的性能要求.为提高控制系统性能,提出预测模型双反馈变论域分形模糊分数阶PID控制器.分数阶PID控制为系统提供更多的控制余度;变论域模糊控制的论域能够随着误差的变化而变化,实现不同时刻选择不同论域的模糊规则;短反馈算法的引入能够构成双层反馈控制,实现对喷头温度的快速、精准控制;系统反馈环节建立预测模型,实现更加精确的控制.针对变论域模糊分数阶PID控制器中参数选择,提出一种改进的鲸鱼算法进行参数优化,增强控制器的自适应能力.仿真结果表明,改进鲸鱼优化算法的预测模型双反馈变论域模糊分数阶PID控制的喷头温度控制系统较传统的PID控制具有更好的控制效果,系统响应速度快、抗干扰能力强、稳定性好,能够满足实际工业需求.     

一种新型自适应复合控制器在锂电池充电系统中的应用

为了解决锂电池充电系统的不确定性和参数整定困难的问题,本文提出了一种基于蚁群算法优化的模糊＋变论域模糊PID复合控制器的新方法。该控制器在系统波动频繁时,采用模糊控制使其具有最优的动态性能;当系统进入稳定阶段,采用PID参数自适应的变论域模糊控制以提高准确度。而用蚁群算法对PID参数值进行离线优化,并将优化后的值作为在线调节的初值,使系统更加稳定。将提出的复合控制策略应用于锂电池充电控制系统中。仿真结果表明,该系统具有良好的抗干扰性和鲁棒性。     

变风量空调系统末端变论域模糊控制

针对变风量空调系统非线性、时变性和难以建立精确模型的特点,提出一种具有自适应能力的变论域模糊控制,以提高控制系统的控制速度和精度,使系统具有更好的动态性能和准确性。在推导VAV末端装置模型的基础上,进行了仿真实验。仿真结果表明,与传统PID控制和常规模糊控制比较,变论域模糊控制提高了系统的动静态特性和系统的稳态精度,从而使模糊控制器的性能得到了较大的改善,具有良好的控制效果。     

变论域模糊控制在聚丙烯生产中的应用

为更好地提高模糊控制的自适应能力，以克服聚丙烯生产过程中的非线性、时变及滞后给控制带来的影响，在一般模糊控制基础上，研究了基于PID的变论域模糊控制原理。采用伸缩因子的概念，提出了变论域的改进模糊控制算法，使模糊控制规则可通过论域的压缩或膨胀派生出任意多条。仿真实验表明，该算法使控制系统具有较一般模糊控制和常规PID控制更高的稳态控制精度和良好的动态品质，可有效应用于聚丙烯反应釜控制，以取得较好的控制结果。     

异步电机软启动的变论域模糊自适应控制策略

异步电机软启动系统是一个时变、非线性的高阶系统,将变论域模糊自适应控制方法应用于异步电机的软启动控制系统中,并建立电机软启动控制系统的Matlab/Simulink的仿真模型,给出了变论域自适应模糊控制方法的仿真结果,与传统PID控制和常规模糊软启动控制方法进行了比较。仿真结果表明,该方法具有无需精确建模、响应快速、精度高、鲁棒性好、适应性强等优点,切实可行,并优于其他控制方法。     

主动磁悬浮轴承的神经网络自适应稳定性控制

针对主动磁悬浮轴承本质非线性和开环不稳定的系统特征,设计了一种BP神经网络自适应PID控制器。该控制器采用改进的BP神经网络PID控制算法,通过BP神经网络的自学习和权值调整寻找最优的PID参数,克服了常规PID控制参数整定困难的缺陷,实现了系统的自适应控制。通过MATLAB/Simulink环境和S-Function模块建立了主动磁悬浮轴承控制系统模型,并进行了系统仿真实验,结果表明,BP神经网络自适应PID控制系统响应速度更快,具有更好的动态性能和稳态性能。     

基于滑模变结构的发动机转速控制系统

针对工业中传统的发动机PID转速控制系统存在其经常性参数整定不良,运行工况适应性差,且很难同时很好地满足稳态精度、动态稳定性、平稳性和快速性的要求等问题,提出一种基于比例切换函数的滑模变结构发动机转速控制系统。进而介绍了发动机转速控制数学模型,并通过Matlab/Simulink仿真与传统的PID转速控制方法进行对比,验证滑模变结构控制在发动机这种高阶非线性多变量系统中具有响应速度快,超调量小和控制精度高等优点。     

热电堆传热过程的数学建模方法

以半导体制冷热电堆为研究对象,建立其控制系统的动态数学模型。选取通过热电堆的直流电流为控制量,冷端和热端的温度分别为输出,将半导体热电堆传热的物理过程用热电堆的五种效应通过状态方程表达出来,建立起输入输出间的动态数学模型。基于MATLAB仿真平台,建立动态数学模型的仿真模型,并求解。通过调节电流的大小,仿真模拟出控制量变化时的曲线。     

基于模糊算法的楼宇供热控制系统

研究设计一套能够依据天气状况和公共建筑人群工作特点,分时、分温调节供热流量的控制系统是非常有必要的。为此,设计了一种基于模糊算法的楼宇供热控制系统,通过模糊控制算法实现供热流量阀的自动调节,以达到分时、分温的供热控制,从而实现能源节约的目的。     

绕线式异步风力发电机的最大风能追踪控制

以双PWM交流励磁电源控制的绕线式异步风力发电机系统为对象,研究了有功功率和无功功率的确定原则和计算方法,进而研究了双馈异步电机的功率解耦控制。给出变速恒频风力发电机最大风能追踪的控制策略,仿真研究表明基于电网电压定向的矢量控制策略,通过转子侧变换器和双馈电机之间的数学模型,能够有效地实现最大风能追踪。提高风电机组的运行和运行效率。     

四旋翼飞行器的建模及控制算法仿真

以四旋翼飞行器为研究对象。为实现对飞行器的稳定控制,首先建立了数学模型和动力学模型,又在此基础上设计了PID控制器和模糊PID控制器,通过模拟仿真判断两种控制算法是否能对四旋翼飞行器进行稳定控制。模型的搭建与仿真实验都基于Matlab/Simulink平台,仿真结果验证了模型建立的准确性,以及在所设定的参数下,fuzzy PID控制器对飞行器的控制较好,能够有效控制飞行器的稳定飞行。     

基于模糊PID控制的电液力伺服系统的研究

电液伺服控制系统本身具有非线性以及参数不确定性等因素,导致传统的PID控制算法很难使力伺服系统达到满意的控制效果,给系统的控制及仿真造成一定的影响。针对这一问题,基于LabVIEW软件平台研究设计出模糊PID控制算法,并在实际的力伺服控制系统中进行实验验证。结果表明,该控制算法控制精度高且稳定性好,满足控制系统要求。     

蚁群算法在变风量空调控制系统中的应用研究及仿真

变风量空调系统是一个具有大惯性、大滞后的复杂系统。通常对于变风量空调系统采用常规的PID控制,但是常规PID控制具有系统超调量大、动态响应速度慢等问题。将基于蚁群算法的PID控制应用到变风量空调控制系统中。通过MATLAB仿真,得到基于蚁群算法的PID控制具有响应速度快,超调量小的结论。     

基于铁摩辛柯梁理论的超起系统控制算法精度研究

大吨位履带起重机引入超起系统,使得其工况变得复杂,吊载质量也变得更大,因而起重机主臂和超起桅杆挠曲变形也更加明显。由于挠曲变形明显,导致臂架头部和根部的角度值相差很大,会直接影响超起系统控制算法计算的精度。引入铁摩辛柯梁理论对大吨位履带起重机主臂模型和超起桅杆模型进行简化,对臂架上角度传感器测得的角度进行修正,从而提高超起系统控制算法的计算精度。最后进行实验验证,实验结果表明该方案对大吨位履带起重机超起系统控制算法精度提高提供了有效方法。     

基于模糊PID的无刷直流电机调速系统的建模与仿真

无刷直流电机控制系统是一种多变量、强耦合、非线性、时变的复杂控制系统,传统的PID控制很难实现无静差控制。基于模糊PID的电机控制,利用无刷直流电机的电压、转矩和转速方程,通过模糊原理对PID参数进行模糊化,实时调节PID的参数,从而实现对电机转速的高精度控制。仿真结果表明,采用模糊PID控制方法控制无刷直流电机,系统响应速度快、无超调、控制精度高。