基于变论域模糊PID的分解炉温度控制研究

分解炉温度控制系统具有非线性、时变、纯滞后的特点,针对传统PID控制及模糊.PID控制难以很好地满足控制要求,提出了一种变论域模糊自适应PID控制方法。利用变论域思想,设计了一种基于函数模型的伸缩因子控制器,动态地调整模糊控制器的量化因子和比例因子,提高了控制精度。在Matlab环境下分别对PID控制、模糊PID控制和变论域模糊PID控制方法进行了仿真对比,结果表明变论域模糊PID控制方法具有更好的动静态性能和自适应能力。     

误差分级变论域模糊控制在电机软启动的应用

针对一般模糊控制在异步电动机软启动应用时出现的启动不平稳和调整时间长的问题,分析了误差分级变论域模糊控制理论,设计了误差分级模块和S函数选择模块,搭建了基于误差分级变论域模糊控制电机软启动的整体仿真系统,实现了在电流误差不同的时刻选择不同论域的模糊规则来调整电机输入电压的目的.仿真对比实验表明:误差分级变论域模糊控制在电动机软启动过程中的控制效果优于一般模糊控制,能够使启动平稳并缩短调整时间.     

自平衡机器人变论域模糊PID控制研究

针对两轮自平衡机器人的动态平衡控制问题,提出了一种可变论域模糊PID控制算法,对机器人体的倾斜角度设计了二级模糊控制器.由第一级模糊控制器利用论域伸缩因子来动态改变第二级模糊控制器的论域,实现了论域随自平衡控制系统要求进行自适应伸缩,能较好地解决自平衡系统控制规则数量与控制精度间的矛盾.仿真结果表明,变论域控制方法动态特性明显优于常规模糊PID控制,使机器人的平衡控制系统具有自适应能力强,实时控制性能好的特点.     

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。     

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.     

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.     

变论域模糊PID在空调车温度控制中的应用

研究飞机维修地面环境空调系统优化控制,保证预期效果,飞机地面空调车温度控制系统是一个时变、非线性、模型不精确、工作环境不确定的复杂系统,空调控制温度精度差,影响稳定性能.针对传统的PID控制存在响应时问慢、稳定性差等缺点,提出了一种新的响应速度快、稳定性好和抗干扰性强的变论域模糊PID控制方法.采用变论域的思想,结合传统的PID方法和模糊控制方法的各自优点,形成变论域自适应模糊PID控制算法.利用变论域思想提高模糊推理的精度,并用模糊推理的方法实现PID参数的在线整定.在Matlab上仿真,结果表明控制方法效果明显优于传统PID控制,有效改善了系统的动态性能、稳态精度和鲁棒性,有较好的工程应用前景.     

自适应逆控制的异步电机变频调速系统研究

将自适应逆控制应用干异步电机变频调速控制，对给定信号、参数摄动和外部扰动分别施以控制，使二者同时达到最佳控制效果，无需在二者之间进行折衷．利用变论域变步长的LMS自适应滤波算法，使自适应逆控制的异步电机变频调速系统及其逆系统辨识的初始收敛速度、时变系统跟踪能力及稳态精度3个指标同时达到最优．仿真实验表明了该控制的先进性和有效性．     

基于LQR三级倒立摆变论域自适应模糊控制

针对传统模糊控制的不足，以三级倒立摆为例，应用变论域自适应模糊控制理论，给出了三级倒立摆的数学模型，并验证了其可控性。考虑到三级倒立摆为多变量系统，为了解决模糊控制器规则组合爆炸问题，利用LQR理论先设计出状态反馈器，再进行降维处理。最后利用变论域自适应模糊控制理论给出伸缩因子，从而得到变论域自适应模糊控制器。仿真结果表明，该方法控制精度高，具有良好的稳定性和鲁棒性，可实现倒立摆系统的随动控制。     

基于LQR的二级倒立摆的变论域自适应模糊控制

针对传统模糊控制的不足,以二级倒立摆为例,采用了变论域自适应模糊控制理论.考虑到二级倒立摆为多变量系统,为了解决模糊控制器规则组合爆炸问题,利用LQR理论先设计出状态反馈器,再进行降维处理.最后利用变论域自适应模糊控制理论给出伸缩因子,从而得到变论域自适应模糊控制器.仿真结果表明,该方法控制效果好,鲁棒性强.     

基于多层蚁群算法的变论域模糊控制

针对模糊控制器控制精度不高、自适应能力有限等问题,提出一种变论域自适应模糊控制方式.首先在对离散蚁群算法改进的基础上,提出用于连续域寻优的多层蚁群算法.其通过将解空间分成有限网格,并且算法在迭代过程中采用三个阶段的搜索策略,每个阶段采用异构搜索机制.然后根据系统性能利用改进算法动态调整伸缩因子,从而构成基于多层蚁群算法的变论域自适应模糊控制器.最后将此控制器用于中厚板液压位置伺服系统中.仿真结果表明,采用自适应模糊控制器的伺服系统收敛速度明显加快,此控制策略在适应能力与鲁棒性好于其它控制方式.     

板球系统的模糊控制方法研究

板球系统是一个典型的多变量、非线性控制系统，是杆球系统的扩展，用以检测各种控制方案。该文针对板球系统的定点稳定问题，首先提出了T—S模糊控制方案，仿真结果较好，但实物系统的试验却发现球在稳定点附件振荡、难以稳定、超调大；针对此缺点，在T—S模糊控制方案的基础上，提出变论域自适应模糊控制方案，仿真结果表明控制性能得到明显改善，且越是靠近稳定点效果越明显，体现了变论域自适应模糊控制方法具有精度高、无振荡、几乎无超调的特点。实物系统的试验结果也表明，变论域自适应模糊控制方案比T—S模糊控制方案的效果要好。     

模糊PID矢量控制在异步电机调速中的应用

为了提高三相异步电机矢量控制的性能,在传统的转速PID控制器的基础上,建立模糊PID控制器,利用Matlab/Simulink搭建基于三相异步电动机转速控制的模糊PID系统,分别使用常规PID控制器与模糊PID控制器进行控制,并进行比较。仿真结果表明模糊控制能使系统取得较好的控制性能并具有较强的鲁棒性。     

基于变论域理论的模糊自适应控制方法研究

针对一类非线性、快时变性以及模型不确定性问题,设计了一种基于变论域的模糊自适应控制器。利用模糊模型逼近控制系统的非线性部分,以及采用李亚普诺夫方法证明所设计的非线性控制系统的渐进稳定性并推导出自适应律。最后将设计的控制器应用于倒立摆,仿真结果表明跟踪性能良好。     

列车自动驾驶调速系统自适应模糊控制

列车自动驾驶（ATO）系统停车前采取一级调速制动，本文采用自适应模糊控制对ATO系统的速度进行控制．利用变论域收缩因子优化模糊控制器的量化因子，模糊推理实现比例因子的自调整．通过仿真表明，该算法能够有效改善速度控制的快速性与精度，提高乘客舒适性与运行效率，从而完成定位停车任务．     

一种改进的三级倒立摆变论域模糊控制器设计

在传统变论域模糊控制系统中, 论域随着输入的变化实时改变, 论域的反复调整降低了控制的实时性, 同时伸缩因子的函数结构和参数也不易确定. 基于上述问题本文设计了基于改进型变论域算法的三级倒立摆模糊控制器: 首先提出了相对变论域控制思想, 然后采用模糊逻辑推理器构造了伸缩因子, 实时调整输入变量, 从而相对性地改变论域大小, 避免了传统伸缩因子的函数结构和参数不易确定的问题, 并根据系统闭环响应曲线设计了控制 器输出调整因子. 最后采用极点配置方法对状态变量进行综合, 避免了规则爆炸问题. 三级倒立摆的仿真结果表明了该方法具有较好的控制效果.     

船舶双舵同步补偿控制

采用双舵配置的船舶,两套舵伺服系统结构参数和电气参数等具有一定的差异.在航行过程中,将会导致船舶双舵的同步误差增大、舵效降低、操纵性能变差.为了减小双舵同步误差,本文阐述了一种模糊变论域同步补偿控制方法.为此首先对舵机系统进行了机理建模,然后借鉴主从控制策略提出了双舵同步补偿控制系统结构,针对PID适应性差的问题,引入变论域模糊控制思想,进一步设计了变论域模糊PID双舵同步补偿控制器.最后仿真结果表明所设计的控制器有效地减小了双舵同步误差、提高了船舶航向稳定性,该方法在船舶双舵同步控制中切实可行,具有工程指导意义.     

变论域智能积分控制器设计

结合模糊控制理论,从优化模糊控制器的角度出发,将论域伸缩因子和智能积分结合起来,设计开发了基于可变论域的智能积分模糊控制器。利用LPC2132 ARM嵌入式芯片作为模糊控制器的核心,LabVIEW搭建监测平台。并针对带有纯滞后的温度控制系统给出了仿真结果。仿真结果表明,对于带有纯滞后的系统,变论域智能积分模糊控制器能够很好地改善纯滞后系统的缺点,对于大延迟、时变、非线性的工业过程系统能够很好的控制效果,其控制效果优于常规的模糊控制器,有较高的工程实用价值。