一种非线性PID控制算法的仿真研究

研究PID控制系统优化问题,工业控制被控对象均具有非线性、时变和大时滞性,引起系统的品质性能差,传统的线性控制难以达到所要求精度。为了提高系统控制精度,利用PID控制器各增益参数与偏差信号间的非线性关系,提出一种非线性PID控制算法。首先将PID参数转化为优化问题,然后采用粒子群算法的全局、并行搜索能力对非线性控制参数进行求解,得到一组最优的PID控制参数。仿真结果表明,相对于传统线性PID控制,非线性PID控制器超调小,调节时间短,并提高了控制精度,有效解决了传统PID难以准确控制非线性对象的难题。     

基于神经网络与PID控制的挠性结构的混合控制研究

利用CMAC神经网络与PID控制算法，提出了一种针对飞行器挠性结构振动的混合控制方法．首先在给出系统动力学方程的基础上，利用CMAC神经网络的具体特点，给出了神经网络算法；进而将PID控制算法引入控制系统，形成了一种混合控制方法，该方法具有CMAC神经网络与PID控制算法两者的优点．最后针对复杂的飞行器挠性结构振动问题进行了实例仿真，说明了算法的有效性．     

基于云模型在废水处理pH控制中的仿真研究

pH值的控制问题即酸碱中和问题涉及到工业废水处理过程的各个环节,pH值控制效果的好坏直接影响到废水处理效果,牵涉到环境污染等问题.由于工业废水具有复杂性、非线性、不确定性、时变性等特点,需要及时对pH进行有效控制.针对废水处理过程pH控制问题的复杂性、时变性和非线性的特点,采用传统PID控制方法解决上述问题控制效果不佳,导致超调量过大.为了解决上述问题,在传统PID的基础上,结合云模型具有空间数据发掘的特点,提出云模型理论结合传统PID的控制方法.用MATLAB进行仿真研究,并与传统PID控制方法进行对比,结果表明上述控制器结构简单、超调量小,能够实现良好的pH控制效果,为废水处理pH控制提供参考.     

基于自适应PID的永磁同步电机转速控制研究

介绍了一种基于自适应PID算法的永磁同步电机转速控制,提出了一种简化型自适应策略,对PID参数进行在线自校正,与传统PID控制器相比,增强了控制器对电机非线性、时变性及扰动的响应性能。且该自适应策略结构简单,更易于工程实现,具有一定的工程实用价值。系统仿真结果表明,与传统PID控制效果对比,响应过渡时间更短,超调量更小。     

基于PSO优化的潜艇深度非线性PID控制

根据潜艇操纵控制过程非线性、慢时变的特点,在潜艇深度垂直面运动方程的基础上设计了一种基于粒子群算法的潜艇深度非线性PID控制器,针对非线性PID控制设计参数较多的问题,将参数设计问题转化为一种优化设计问题,借助粒子群优化算法,以某型潜艇深度控制系统为研究对象,对系统中的非线性PID控制参数进行了优化.仿真结果表明,该控制器不仅能较好地实现深度保持,相对于传统PID控制具有更好的稳态精度,对舵机的损耗也比传统PID控制小.     

无陀螺大挠性多体卫星的自抗扰姿态控制

研究了最近提出的非线性自抗扰控制器在大挠性多体卫星姿态控制中的应用问题。在无陀螺测量情况下 ,提出了一种自抗扰姿态控制器 ,并与使用于某挠性卫星的有陀螺测量的古典PID姿态控制器 ,从鲁棒性、干扰抑制、动静态性能指标和振动抑制等方面进行了比较。在考虑了反作用轮和敏感器的实际非线性和敏感器噪声影响情况下 ,仿真表明 :自抗扰姿态控制器 ,除在振动抑制和控制误差精度方面略差外 ,其它各方面均优于古典PID姿态控制器。该文提出的自抗扰姿态控制器 ,在无陀螺或陀螺故障下 ,实现挠性多体卫星的高精度高稳定度姿态控制 ,具有实际的应用价值     

一种神经网络自适应PID控制器

应用人工神经网络的原理,设计了一种神经网络的职能PID控制器。仿真结果表明,此PID控制器对非线性时不变系统有比传统的PID好的控制效果。该控制器将神经网络和PID控制规律融为一体,既具有常规PID控制器结构简单、参数物理意义明确之优点,又具有神经网络自学习、自适应之能力,控制效果明显提高。     

模糊PID控制在底盘测功机中的应用研究

底盘测功机是一个复杂的时变非线性、大惯性系统,传统的PID控制对于非线性、时变性的系统难以达到控制精度的要求,而模糊PID控制具有在线自动调整的功能,从对传统的PID与模糊PID比较的基础上。分析了参数对系统性能的影响,并利用MATLAB软件中的模糊工具箱对连续系统进行了仿真,仿真结果表明,模糊PID控制器具有良好的跟踪性能,超调量小、控制精度高、调节速度快,可以实现对PID参数的最佳调整。     

锅炉主汽压力控制系统的非线性控制研究

分析了燃煤锅炉的燃烧与控制机理，描述了增益双曲余弦函数的工作原理，设计了增益双曲余弦非线性PID控制器。利用MATLAB／SIMUUNK仿真软件对增益双曲余弦非线性PID控制器与传统PID控制器做了对比分析。结果表明，在锅炉主汽压控制上增益双曲余弦非线性PID控制器的调节时间短、无超调量，但传统PID控制器抗干扰性能更...     

直流电动机调速控制系统的仿真研究

研究直流调速系统控制性能优化问题,直流调速系统是一种具有时变性和非线性的复杂控制系统,无法建立精确数学模型,传统PID控制的控制效果依赖于被控对象的精确数学模型,传统PID无法动态适应直流调速系统,难以获得较高的控制精度.SVM具有非线性控制能力,不需要建立精确的直流调速系统数学模型就可以进行精确逼近,为提高了直流调速系统控制精度,提出一种支持向量机和传统PID相结合的直流调速系统控制方法(SVM-PID).通过支持向量机对传统PID控制器3个参数进行在线整定,使PID控制器能够适应直流调速系统非线性变化,从而实现对适应直流调速系统精确控制,最后采用仿真验证SVM-PID性能.仿真结果表明,SVM-PID较好的克服了传统PID控制器存在的不足,提高了系统的抗干扰能力,减小了系统的超调量,为提高控制系统的性能提供了依据.     

基于MBP算法的PID控制器设计

针对一般BP算法存在的不足,提出一种改进的BP算法,并将其应用于PID控制器的参数设计中,并且克服了常规的PID控制器参数整定的费时性,用MBP算法的PID控制器代替常规的PID调解器。介绍了MBP算法和基于MBP算法的PID控制器的控制结构。通过仿真可以看到这种控制器的控制效果很好。还改善了系统的稳定性。     

模糊自适应PID在水工模型中的应用

水工模型水位控制系统是一个典型的非线性、大时滞控制系统,针对用普通PID对高阶大惯性环节对象的控制参数难以整定的问题,设计了一种基于模糊控制原理的PID参数自适应控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整Kp,Ti,Td参数。试验结果表明,这种模糊自适应PID控制器比常规PID控制器有更好的控制效果,大大改善了系统的动态和稳态性能。     

模糊PID算法在极向场电源控制系统中的仿真

在托卡马克装置中,极向场电源系统的负载线圈由于受等离子体电流的影响,其参数具有时变、非线性、不确定等因素,常规PID控制虽然原理简单,容易实现,但难以实现对其进行较高精度的控制。该文将智能控制和PID控制结合起来,研究了一种模糊自适应PID控制算法,利用这种控制算法在线推理PID控制器的三个参数kp,ki,kd,来实现对这种时变非线性系统的实时反馈控制,并采用MATLAB语言编程仿真,仿真结果显示,此算法灵敏度高,有较好的稳定性和鲁棒性,用于极向场电源的控制系统中,将可以达到较好的控制效果。     

基于神经网络的恒温控制系统的研究与设计

由于恒温控制的数学模型很难建立,针对这一难题提出了基于神经网络的PID控制器,侧重介绍了BP神经网络PID控制器算法的基本知识以及控制器的设计原理,通过实验仿真证明了神经网络PID控制器的控制效果比传统的PID控制在静态特性和动态特性方面都有所提高,而且具有较好的鲁棒性,该控制器在工业控制中将会发挥越来越大的作用.     

中药生产浓缩工段的模糊-智能PID控制研究

中药生产浓缩工段难以精确建模,在传统模糊控制算法基础上,本文提出模糊-智能PID控制算法;在浓缩工段使用该算法,控制开关阀、调节阀动作从而完成对温度、压力、液位、pH值等参数的精确控制;以一效蒸发室温度θ为被控对象,分别用传统模糊算法和模糊-智能PID算法进行仿真,结果表明后一种算法使温度θ的上升速度更快、超调量更小、控制精度更高;当控制对象发生改变时,该算法的PID控制参数还具有自调整性,所以模糊-智能PID算法可用于控制浓缩工段的多种对象和过程.     

一种自调节灰色预测PID控制器

为提高传统PID控制的性能及扩大其适用范围,提出一种结合传统PID控制、灰色预测和全程快速非线性跟踪．微分器的自调节灰色预测PID控制器。利用灰色预测对系统的输出偏差和预测偏差进行合成形成一个综合偏差,用来代替传统PID控制中的实际偏差项。这样控制器既有预测系统未来行为的功能,又能根据预测模型精度自动调节控制器参数,能有效减小预测误差对系统的不利影响。同时用非线性跟踪．微分器代替差分法来提取微分信号,提高了微分信号的品质。仿真结果表明,与传统PID控制器相比,该控制器可获得更为优良的动态性能。     

一种非线性PID控制器及其参数分析

利用凸组合方法构造非线性PID控制器，并对有关参数进行了分析．通过简单地调节非线性函数的有关参数，这种非线性PID控制器可以形成灵活的增益策略．采用这种控制器，能够使性能指标互为冲突的双方同时取得较好的控制效果．为检验这一方法的有效性和全面性，本文分别对一个延时过程和一个三阶伺服系统进行了仿真，仿真结果表明，这种控制器具有较好的性能．     

基于非线性PID的调距桨控制系统仿真研究

船舶调距桨控制系统中采用一般PID控制器往往难以达到最佳控制效果。针对调距桨控制系统过程模型的特点，设计了相应的非线性PID控制器，该非线性PID控制器各增益参数与偏差信号之间呈现非线性关系，调节控制器的各参数可根据对相应参数的非线性函数进行调整来实现，并采用遗传算法来优化此控制器各部分参数。仿真结果表明，该控制器能根据实际情况快速地调整和完善PID参数，具有响应速度快，稳态精度高等优点，控制效果优于传统的PID控制器。     

二容水箱的模糊自适应PID控制研究

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了模糊自适应整定参数的PID控制策略研究.在该方法中,设计了模糊自适应PID控制,推导控制算法,并在MATLAB语言环境下编写仿真控制程序,仿真运行结果表明控制方案的有效性和正确性。