基于Ziegler-Nichols频率响应方法的自适应PID控制

提出一种基于Ziegler-Nichols频率响应方法的自适应PID控制器,它通过控制回路正常运行中的过程对象输入输出数据在线辨识出过程对象重要的临界频率响应特性,然后基于Zieger-Nichols整定规则或改进的方法在线更新PID控制器参数.PID控制器的自适应过程不需要系统的任何先验知识,也不需要建立任何对象模型,可以保证控制回路始终运行在最佳状态.仿真实验表明了自适应PID控制的有效性和可行性.     

基于最优Oustaloup的分数阶PID参数整定

目前工程控制中大部分系统采用传统PID控制,由于分数阶PID继承了传统PID的优点,并且具有更好的控制品质及更强的鲁棒性,因此针对分数阶微积分的高精度数字实现及分数阶PID控制器在工程复杂系统中的实际应用,提出一种新的分数阶微积分高精度数字实现算法-最优Oustaloup数字实现,并建立控制系统的仿真模型,利用框图式模型结合最优ITAE性能指标来整定分数阶PID的参数。通过实例仿真验证,该方法能进一步优化控制器参数,提高控制精度及获得更好的控制效果,便于非线性系统及复杂系统的分数阶PID参数整定。     

气动人工肌肉手臂的神经网络Smith预估控制

针对含时滞d的1关节气动人工肌肉(PAM)手臂,用三层递归神经网络(RNN),建立PAM手臂包含时滞的模型(即非线性Smith预估器),并超前d步预测PAM手臂的输出角度.将此超前d步的预测值作为反馈量,与设定值相比较得到的误差作为PID控制器输入量,实现Smith预估PID控制.同时每一步都用RNN模型当前时刻的输出值与PAM手臂当前时刻实际输出值之差的平方做为RNN权值的在线调整准则对RNN预测模型的权值进行在线调整,以自适应PAM手臂的不确定性和时变性.使用Matlab通过串口和研华亚当模块对实物PAM手臂进行控制,控制效果表明所提出的Smith预估PID控制算法比常规PID控制算法的性能有显著提高,证明所提出的算法是有效的和切实可行的.     

基于TMS320F28069的自平衡机器人控制系统设计

通过分析自平衡机器人的工作原理,设计了自平衡机器人控制系统的硬件电路.将TI公司研制的TMS320F28069作为主控制器,利用外围电路控制自平衡机器人保持自身平衡,并完成前进、后退和转向运动.最后,采用PID控制算法对自平衡机器人的姿态角和电机转速进行闭环控制,大大提高了控制精度.     

Some investigations on fuzzy P + fuzzy I + fuzzy D controller for non-stationary process

The paper addresses the adaptive behaviour of parallel fuzzy proportional plus fuzzy integral plus fuzzy derivative (FP+FI+FD) controller. The parallel FP+FI+FD controller is actually a non-linear adaptive controller whose gain changes continuously with output of the process under control. Two non-stationary processes, whose characteristics change with time, are considered for simulation study. Simulation is performed using software LabVIEW TM . The set-point tracking response of parallel FP+FI+FD is compared with conventional parallel proportional plus integral plus derivative (PID) controller, tuned with the Ziegler-Nichols (Z-N) tuning technique. Simulation results show that conventional PID controller fails to track the set-point and becomes unstable as the process changes its characteristic with time. But the parallel FP+FI+FD controller shows considerably much better set-point tracking response and does not deviate from steady state. Also, a huge spike is observed in the output of PID controller as the reference set-point and process parameters are changed, while the FP+FI+FD controller gives spike free control signal.     

基于GA整定PID的液压电梯速度控制研究

针对液压电梯在工作过程中出现的启动时间长、运行速度不平稳、停止阶段轿厢抖动等不足,借助多物理领域仿真软件Simscape对液压电梯系统进行了综合建模,并提出了遗传算法(GA)整定PID对液压电梯运行速度进行控制的新方法。介绍了液压电梯的速度控制原理以及遗传算法的控制策略,针对液压电梯的工作特点对遗传要素进行了合理规划,并对不同工况下的液压电梯进行了仿真研究。仿真结果表明:在载重量为0 kg,500 kg,1000 kg的工况下,遗传算法整定的PID控制器在动态特性、跟踪特性等方面都具有明显的优势。最后通过实验证明了基于遗传算法PID整定在提高液压电梯运行性能方面的有效性。     

基于指导变异蚁群算法的PID控制器优化

蚁群算法是意大利学者Dorigo于1991年提出的一种模拟进化算法,蚁群算法提出后却在组合优化中获得广泛的应用,如调度、二次分配和网络路由等,本文将蚁群算法进行改进并应用于PID控制器优化,得到了良好效果。     

燃煤锅炉供热系统的模糊控制

介绍燃煤锅炉供热系统的自动化节能模糊控制方案,燃煤锅炉供热系统是一个大惯性的滞后系统,传统的单纯PID控制效果不理想,而基于工人熟练的经验和专家知识的模糊控制能够达到比较好的效果。系统中对控制参考量水温和炉膛负压这两个输入量模糊化处理,由控制规则推出输出模糊子集,再应用模糊推理合成规则得出PID的系数,PID控制器根据输出量来控制鼓风机、引风机、炉排电机和水泵的变频器。     

基于增量式PID算法的帆板控制系统的设计

基于STC12C5A60S2单片机与增量式PID算法,实现对帆板系统的控制。该系统主要由键盘模块、显示模块、风扇驱动模块、角度测量模块、报警模块组成。角度传感器测量帆板的角度并反馈回单片机,通过增量式PID算法计算,并由PWM方法控制风扇的转速,从而实现精确控制风扇风力与帆板角度。     

PID调节与V型滤池恒水位控制

PLC(可编程控制器)具有简单易懂、稳定性好、使用寿命长等优点,是目前主要工业控制设备之一。PID控制是迄今为止最通用的控制方法,大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。滤池的主要功能是对水中的悬浮物进行过滤,以便得到浊度更低的水,提高出水水质。通过PLC的PID控制器可实现滤池恒水位控制,而恒水位控制可以较好地实现滤池的过滤功能。