基于改进蚁群算法的电液比例系统PID参数优化

VACA是变尺度算法融入蚁群优化算法中而形成的一种混合算法。针对电液比例系统PID控制参数整定问题,提出了基于改进蚁群算法的PID参数优化方案,并给出了具体的实现步骤:建立臂架电液控制系统的数学模型,利用Simulink工具箱建立了电液比例控制系统的VACA-PID的仿真模型,进行了仿真和验证。结果表明:VACA-PID控制器具有良好的静、动态性能,完全能达到电液比例控制系统的要求。     

基于优化非线性控制的齿轮传动系统动态误差研究

针对齿轮传动系统运动角位移跟踪误差较大、振动幅度相对严重等问题,对直齿圆柱齿轮运动过程中产生的角位移和输出扭矩等进行研究。建立齿轮传动系统模型,给出齿轮传动系统动力学方程式。对传统线性PID控制系统进行改进,设计非线性PID控制系统。引入粒子群算法,对粒子群算法权重系数进行改进。采用改进后的粒子群算法优化非线性PID控制系统,通过反馈误差对PID控制器参数进行调节,从而达到控制系统输出误差的补偿目标。利用MATLAB软件对优化后的齿轮传动系统输出误差和扭矩进行仿真,并且与线性PID控制结果进行对比。结果表明:与线性PID控制系统相比,优化后的齿轮传动控制系统能够在线调节各项控制参数,从而提高齿轮传动精度。该控制系统反应速度快,稳定性较好,抗干扰能力强,具有较高的控制精度。     

基于改进PID控制的柔性执行机构跟踪误差仿真

针对柔性执行机构运动参数输出值与期望值存在较大误差的问题,对柔性执行机构驱动过程中产生的压力、电流、角速度和角位移等进行研究。分析柔性执行机构运动原理,推导柔性执行机构驱动的微分方程式。引用PID控制系统,提出遗传算法与粒子群算法相结合的优化方法。采用混合算法优化柔性执行机构的PID控制系统,给出改进PID控制系统柔性执行机构的流程图。利用MATLAB软件对优化后的控制系统进行仿真,并与PID控制系统输出结果进行对比和分析。结果表明:优化后的系统能够在线调节柔性执行机构的各项控制参数,提高柔性执行机构压力和角位移跟踪精度,系统自适应调节速度快、稳定性好。     

基于优化非线性控制的液压制动系统压力跟踪仿真研究

为提高车辆制动过程中控制系统的响应速度,设计车辆液压制动非线性PID控制优化系统,并对制动压力跟踪效果进行仿真。给出车辆液压制动系统平面图,分析车辆行驶和制动过程中液压系统的工作原理。采用数学模型对车辆液压制动系统进行简化,针对输入的不确定性设计了非线性PID控制系统。采用遗传算法对非线性PID控制系统进行优化,给出了液压制动非线性PID控制系统的优化流程。在不同初始状态和不同压力信号条件下,采用MATLAB软件对制动压力跟踪误差进行仿真,并与优化前的仿真结果进行对比和分析。结果表明:在非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较大,控制参数调整速度较慢;在遗传算法优化后的非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较小,控制参数调整速度较快。采用遗传算法优化非线性PID控制系统,可以提高整个系统的反应速度,获得良好的制动效果。     

基于Simulink的数控机床多惯量伺服进给系统建模与仿真

针对双惯量伺服进给系统对其中间环节分析不足、参数整定算法精度较低等问题,提出了一种多惯量伺服进给系统模块化建模的方法。将数控机床伺服进给系统转化为多惯量系统,分为电机、丝杠、工作台3个单元,单元间的连接件（联轴器和丝杠螺母）均等效为柔性连接件。基于PID的三闭环控制系统,运用Matlab对永磁同步电机矢量控制系统模型、机械传动系统模型进行仿真,整定优化各项参数。仿真结果表明：模块化建模方法能够对多惯量伺服系统存在的问题进行精准分析,对系统中间连接环节具有更为有效的分析效果;提高了仿真模型以及参数整定算法的精度,且仿真效果较好。     

基于Simulink的数控机床多惯量伺服进给系统的建模与仿真（英文）

针对双惯量伺服进给系统对其中间环节分析不足、参数整定算法精度较低等问题,提出了一种多惯量伺服进给系统模块化建模的方法。将数控机床伺服进给系统转化为多惯量系统,分为电机、丝杠、工作台3个单元,单元间的连接件(联轴器和丝杠螺母)均等效为柔性连接件。基于PID的三闭环控制系统,运用Matlab对永磁同步电机矢量控制系统模型、机械传动系统模型进行仿真,整定优化各项参数。仿真结果表明:模块化建模方法能够对多惯量伺服系统存在的问题进行精准分析,对系统中间连接环节具有更为有效的分析效果;提高了仿真模型以及参数整定算法的精度,且仿真效果较好。     

自聚合飞蛾火焰优化算法对PID参数优化研究

PID控制器的控制对象通常具有高阶非线性等特点,在参数整定时容易使控制器出现超调、振荡、性能变差等缺陷。为解决此问题,提出一种自聚合飞蛾火焰优化(SMFO)算法对PID参数进行优化。在常规飞蛾火焰优化(MFO)算法中引入萤火虫算法中的光强吸引特性,以提高算法的寻优性能。采用高斯分布对火焰种群适宜个体进行选取,其利用光强吸引特性周期性地对适宜火焰的位置进行调整,强化火焰之间的联系,增强算法的局部勘探能力。将改进算法用于PID控制参数优化实验,以PID参数作为算法中的个体,以ITAE为适应度函数,进行PID参数优化。仿真结果表明:SMFO算法具有较好的寻优性能,相比于MFO算法和Z-N法,其超调量至少减少26.3%、调节时间至少减少69.6%,保证了控制系统的稳定性。     

电弧喷涂最优控制系统

为实现微机控制电弧喷涂系统的最优控制 ,采用离散PID控制算法 ,设计了电源弧压反馈PID控制器和电流反馈PID控制器。针对如何实现电弧喷涂工艺参数的优化和自适应 ,减少选择的盲目性 ,设计了PC机采集喷涂过程参数与控制系统单片机的串行通讯接口 ,实现了在线修改PID控制参数的目的。同时采用遗传算法对PID调节器的控制参数进行寻优 ,其中在确定适应度时 ,采取实际采样值与给定的喷涂电流值之差作为评判尺度 ,控制参数的变化范围设定为 0～ 15 ,求编码时各为四位二进制字串 ,即形成一长为 16位的染色体串 ,经复制操作、交叉操作和变异操作后得出PID调节器最好的控制参数种群 ,从而实现了电弧喷涂的最优控制 ,并获得了优质喷涂层。     

基于IPSO的数控机床进给伺服系统PID参数优化

数控机床的高精度进给控制一般都采用永磁同步电机拖动的交流伺服系统,优化进给轴伺服系统PID参数对提高进给轴快速响应性、跟随精度和抗干扰性等均具有重要作用。针对数控机床高精度要求,文章提出了一种改进粒子群算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO),利用其对数控机床进给伺服系统模糊控制器(PID)的三个比例因子参数Kp、Ki、Kd进行优化,并在Simu Link环境中进行仿真实验,同时与人群搜索算法(SOA)、基本粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)进行对比。仿真结果表明,利用IPSO算法进行PID参数优化的数控机床伺服系统动态性能得到了很大改善,具有低超调量、鲁棒性强和高稳态精度等优点。     

直线电机进给系统伺服参数与控制参数设计

为了提高直线电机伺服系统的刚度特性和动态性能,减小直线电机的位置输出误差,实现对电机的高精度高速度的控制效果。对直线电机进给系统的控制响应特性进行了研究,建立了系统的传递函数模型,分析了伺服参数对于响应特性的影响,采用PID控制器对电机位置输出进行控制以减小电机位置输出误差,运用Matlab/Simulink进行系统建模和仿真分析,并通过遗传算法对PID 3个控制参数进行了整定,提高了系统的动态响应特性,取得了较好的控制效果。     

基于积分分离的PID位置控制器的设计

本文在建立直线电机伺服系统PID位置调节器的数学模型基础上，分析其参数与系统动静态性能之间的关系，由此，设计了积分分离的PID位置控制器。仿真与实验结果表明，这种改进的控制器可以提高直线电机的位置控制性能。     

改进的遗传算法对电液伺服系统PID调节器参数优化方法的研究

遗传算法是一种模拟自然界进化而形成的简单、高效的全局优化算法。本文研究了用改进的遗传算法对某机器人电液位置伺服系统的优化，着重将这种改进后的算法用于PID调节器的参数优化，编制了进化程序，并进行了仿真试验。结果表明用该方法可以有效地解决该电液位置伺服系统PID调节器参数的优化问题。     

基于粒子群算法的焊缝跟踪PID控制

为了提高焊缝跟踪的控制效果,提出了基于粒子群算法的焊缝跟踪PID控制器设计方法,即应用PSO算法优化PID控制器的三个参数。仿真结果表明,该算法优化的PID控制器有效地提高了焊缝跟踪系统的性能,相比传统的PID控制具有更高的控制品质。     

基于粒子群优化神经网络自适应控制算法的并联机器人仿真研究

针对传统控制算法对并联机器人轨迹跟踪精度控制效果不好的问题,提出了一种并联机器人的改进粒子群优化神经网络自适应控制算法,首先对粒子群优化算法进行惯性权重的优化和变异操作的改进,然后用改进的PSO算法优化神经网络的初始权值并进行在线调节PID参数。最后以六自由度并联机器人为研究对象,将传统PID控制与基于改进PSO优化的神经网络自适应控制算法分别进行了仿真实验。仿真结果表明,在快速性和稳定性能上,基于改进PSO优化的神经网络自适应控制算法比单纯的PID控制更加优越,在一定程度上减小了轨迹输出的误差并且提高了轨迹跟踪精度。     

CO2焊接超声传感焊缝跟踪控制规则与参数

介绍了一种CO2焊接非接触超声传感焊缝跟踪系统.该系统采用了Fuzzy-P控制理论.由于控制系统的控制规则、控制参数与控制系统性能密切相关,因此,要提高系统的控制性能,必须对系统的控制规则、控制参数进行优化处理.文中首先介绍了Fuzzy-P控制理论和参数自调整模糊控制规则;然后通过计算机仿真研究,确定了参数自调整模糊控制的比例因子α1和α2、系统输出比例因子K等控制参数,确定了Fuzzy-P控制的阈值ev.试验结果表明,采用计算机仿真研究确定的Fuzzy-P控制规则和控制参数是正确的,能够满足实际CO2焊接超声传感焊缝跟踪系统的控制要求.     

基于粒子群优化的焊接工作台伺服系统PID控制

提出了基于粒子群优化的焊接进给工作台位置PID控制。焊接进给工作台是焊机伺服系统的重要组成部分,其位置控制对提高焊接质量具有重要意义。采用简单高效的PID控制算法,但由于焊接伺服系统具有非线性等特点,使得PID控制器参数调整困难,传统的齐格勒—尼柯尔斯法则参数整定效果不佳。粒子群算法是一种全局优化算法,可以有效地实现PID参数整定,因此,在Simulink软件下建立进给工作台位置控制模型,采用粒子群算法来实现PID参数的调整,并进行了仿真。仿真结果显示,基于粒子群优化的PID控制器具有超调量小、精度高的特点,控制效果明显好于齐格勒—尼柯尔斯法则。     

基于优化位姿控制的并联液压机械手跟踪控制研究

针对二自由度并联液压机械手控制系统容易受到外界干扰问题，对机械手控制系统输出误差进行研究。结合机械手平面简图分析了并联液压机械手工作原理，推导出机械手运动学和动力学方程式。引用模糊PID控制系统，采用差分进化算法和前馈补偿方法对模糊PID控制系统进行优化，将优化后的控制系统通过MATLAB软件进行误差仿真，同时与模糊PID控制系统输出误差进行比较和分析。仿真误差显示：在无干扰环境中，优化前和优化后的二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统，其运动位移和角位移输出误差差别不大，跟踪效果较好。在有干扰环境中，优化前二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统，运动位移和角位移输出误差较大，而优化后二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统，其运动位移和角位移输出误差较小。采用差分进化算法和前馈补偿控制方法，能够抑制外界信号波的干扰，提高二自由度并联液压机械手的跟踪精度，其控制效果较好     

混合遗传算法优化的等离子切割机弧压调高控制研究

文章针对数控等离子切割机弧压调高系统由于电机非线性、负载扰动影响难以获得最佳控制参数的问题,分析系统的特征和控制需求,提出了基于混合遗传算法的切割机弧压调高系统控制方法,该方法通过遗传算法对系统PID参数进行全局优化,并利用成长算子改进标准遗传算法框架,增强遗传算法优化的快速性以进一步进行最佳参数辨识.结果显示,混合遗传算法优化应用于等离子切割弧压调高控制中切割质量显著提高,具有良好的工程应用价值.     

基于温度控制系统的模糊自整定PID算法设计

考虑到温度的控制特性,以及常规PID控制器参数整定方法不能获得满意控制性能的问题,提出了一种基于模糊自整定参数的PID算法.针对隶属度函数对模糊推理模型的精度影响和控制算法的特点,建立了模糊PID控制参数规则调整表.该方法不仅具有模糊控制的动态性能好、上升时间快和超调小的特点,而且具有PID控制器的鲁捧性好、动态跟踪品质高和稳态精度高的特性.结合实际的温度控制系统,对水的三相点、沸点以及水温进行了测试与控制,得到了实际控制的温度教据.     

C02焊接超声传感焊缝跟踪控制规则与参数

介绍了一种C02焊接非接触超声传感焊缝跟踪系统。该系统采用了Fuzzy-P控制理论。由于控制系统的控制规则、控制参数与控制系统性能密切相关，因此，要提高系统的控制性能，必须对系统的控制规则、控制参数进行优化处理。文中首先介绍了Fuzzy-P控制理论和参数自调整模糊控制规则；然后通过计算机仿真研究，确定了参数自调整模糊控制的比例因子α1和-α2、系统输出比例因子K等控制参数，确定了Fuzzy—P控制的阈值ev。试验结果表明，采用计算机仿真研究确定的Fuzzy—P控制规则和控制参数是正确的，能够满足实际C02焊接超声传感焊缝跟踪系统的控制要求。