Boost变换器的变论域模糊自适应PID控制研究

Boost电路的动态模型为非最小相位系统,其动态特性受电路参数和动态模型的影响较大。实际的Boost电路与建立的模型之间存在误差,使PID调节很难达到更优的效果。模糊自适应PID控制在输入量变化时其规则的利用率低,控制准确度变差。变论域模糊自适应PID控制通过伸缩因子提高被控系统的控制准确度,加快响应速度。将该控制方式用于Boost变换器闭环控制中,经仿真和实验表明,变论域模糊自适应PID控制具有快速响应、高准确度等优势。     

造纸机速度链的变论域模糊PID控制

为更好地克服造纸机速度链控制系统的非线性、时变及强耦合给控制带来的影响,在一般模糊控制和模糊PID控制基础上,研究了基于变论域的模糊PID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。仿真试验表明,该算法使控制系统具有较一般模糊控制和常规模糊PID控制更高的稳态控制精度和良好的动态品质,验证了该设计的有效性和一定的实用价值。     

变论域模糊PID控制在交流发电系统中的应用

在三级式交流发电系统中一般使用传统PID控制器进行调压控制,但是在某些工况下该控制策略难以满足复杂系统的高精度、快响应要求。通过在传统PID控制器的基础上,分析了其不足之处,引入了模糊PID控制策略。同时,针对模糊PID在系统的动态调节过程中论域过小的问题,提出了一种基于变论域模糊控制理论的PID控制器,并与传统双环PID控制和普通的模糊PID控制在MATLAB/Simulink软件中进行对比仿真,验证了该控制策略具有更好的稳态调节精度和动态调节性能,与传统双环PID控制器相比,稳态误差从0.5%优化到0.3%,动态调节时间从0.4 s缩短至0.2 s。     

模糊伸缩因子优化变论域的模糊PID矢量控制研究

传统PID对永磁同步电机(PMSM)加以控制时,系统性能会随内部参数、外部载荷时变而波动。将PID技术与模糊理论相结合无疑是解决上述问题的有效途径。模糊伸缩因子优化变论域技术不仅具有普通模糊PID的优点,且能利用模糊伸缩因子实现对初始论域的在线调整,大大提升了模糊规则的利用率。仿真结果表明:模糊伸缩因子优化变论域的PMSM伺服系统响应速度更快,超调量小,并且当负载过大过快变化时,转矩脉动小,调整时间短。该策略在工程上具有较好的实用性和应用前景。     

基于变论域模糊PID控制的同步发电机励磁研究

同步发电机励磁系统是一个时变、非线性、强干扰、模型十分复杂的系统,应用传统的控制方法往往难于达到满意的控制效果。变论域自适应模糊控制具有对模型无准确要求、响应快速、精度高、鲁棒性好、适应性强等优点。将变论域自适应模糊控制器应用于同步发电机的励磁调节与控制中,首先详细地论述了控制器的结构设计、伸缩因子的选择方法,然后给出了具体的控制算法;最后给出的仿真结果表明该控制算法在同步发电机励磁控制中切实可行,效果令人满意。     

基于变论域模糊PID控制的同步发电机励磁研究

将变论域自适应模糊PID控制器应用于同步发电机的励磁调节与控制中.论述了控制器的结构设计、伸缩因子的选择方法,给出了具体的控制算法.通过采集机端电压以及电压的偏差作为控制器输入,然后通过模糊处理,对比例、积分、微分系数进行实时调整,由于传统的模糊PID励磁控制器对这3个参数调节精度不高,借鉴变论域思想,通过选择合适的伸...     

基于变论域模糊PID控制的BLDCM仿真分析

采用传统的PID控制方法,无刷直流电机(BLDCM)易受负载扰动、电机参量突变等不确定因素的影响,调速效果较差。研究了一种基于S函数的变论域模糊PID控制方案,应用于BLDCM速度环中,通过Simulink建立BLDCM速度、电流双闭环控制系统。仿真结果表明,变论域模糊PID控制方案在调速方面具有响应速度快、超调小、抗干扰能力强的特点,各项指标优于普通PID控制、模糊PID控制方案。     

变论域自适应模糊PID控制器设计

针对一类大时滞、时变系统,提出一种基于变论域模糊控制理论及模糊PID控制原理的变论域自适应模糊PID控制方法。该方法结合了常规模糊PID控制器和变论域模糊控制器各自的优点,通过论域调整改善模糊PID控制器参数调整精度和范围,具有良好的自适应能力和鲁棒性能。仿真结果验证了该方法的优越性。     

基于变论域模糊PID控制的逐脉冲算法逆变技术研究

针对单相逆变器传统双闭环算法负载适应能力不强,电压波动率较大等问题,提出了一种基于变论域模糊PID控制的逐脉冲算法的控制策略,该算法将传统幅值反馈压缩至足够小的一个区间进行,与传统整周期有效值给定的方式相比,其给定值为各个小区间所对应的有效值,即区间有效值,反馈值为采样点的离散有效值,并采用变论域模糊PID控制提高参数鲁棒性和控制精度,理论研究表明其可兼顾幅值和瞬时值反馈的优点,提高逆变装置性能,降低环路参数设计难度。为验证该算法的正确性,搭建一台3kW试验样机,实验结果表明了该控制方法的有效性。     

变论域自组织模糊PID控制在逆变电源中的应用

模糊控制器对于要求响应速度快、稳态精度高的高性能逆变电源系统难以实现有效控制,因此提出了一种基于可变论域思想的自组织模糊PID控制的新方法。可变论域思想主要是输入论域可变,用α和β作为误差和误差变化率的调节因子,该数值随误差和误差变化率的减小而减小,进而增加模糊控制规则,由模糊推理得到中间控制量P,再与采样周期对系统PID控制参数进行组合得到新的PID控制参数。应用Matlab仿真常见的模糊逻辑PID阶跃响应曲线,效果良好。该方法应用在逆变电源系统中,可保证系统具有较高的稳态精度和良好的动态特性。     

变论域模糊自整定PID控制在主汽温系统中的应用研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性，采用常规PID串级控制方法难以获得满意的控制效果。通过引入变论域模糊控制原理来整定PID参数，从而实现了变论域模糊自整定PID控制。它充分综合了变论域模糊控制、PID控制的优点。通过对锅炉过热蒸汽温度控制系统的仿真研究表明，变论域模糊自整定PID串级控制的控制效果优于常规的PID串级控制，能适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性和自适应能力，控制品质好。     

电液比例系统变论域自适应模糊滑模控制

针对具有未知死区的电液比例系统,提出了一种带有死区补偿的变论域自适应模糊滑模控制方法.根据比例换向阀的死区特性,采用模糊逻辑系统设计死区预补偿器;将变论域的思想引入到自适应模糊滑模控制中,在线调节输入输出变量论域和隶属度函数,从而提高传统模糊滑模控制的精度;依据Lyapunov稳定性理论,构造变论域伸缩因子的自适应律,并对模糊逼近误差的上界进行实时估算,无需假设逼近误差上界已知.实验结果表明:采用变论域方法能有效地提高自适应模糊控制器的性能,在电液比例系统的位置跟踪控制中能克服系统固有的非线性特性、参数不确定性及外界干扰的影响,并且死区预补偿器消除了未知死区对跟踪精确度的影响,该方法具有响应快、精确度高、自适应鲁棒性强的特点.     

变论域模糊PID在无头轧制模拟实验台上的研究

无头轧制技术作为目前轧钢业最为先进的加工方法,对未来我国轧钢业的发展有深远意义。无头轧制系统是强扰动作用下的高阶、非线性、强耦合、时变的机电控制系统,要求后一根钢坯能够快速、准确、稳定地追上前一根钢坯。针对传统PID控制器响应速度慢、稳定性差和常规模糊PID论域不变调节能力差的缺点,将变论域与常规模糊PID结合提出变论域自适应模糊PID控制器,其变论域能够提高模糊推理的精度,模糊控制能够实现PID参数的在线整定。通过仿真和实验表明,其响应速度、稳态精度和抗干扰能力优于传统PID和常规模糊PID,具有一定的推广价值。     

变论域模糊PID控制在改善DC-DC变换器非线性非最小相位系统的性能研究

除Buck电路外的传统DC-DC电路的动态模型是非线性非最小相位系统,其动态特性受电路参数和动态模型的影响较大。PID控制必须建立在精确的数学模型上,而DC-DC变换器的非线性决定了PID调节很难达到更优的效果。模糊PID控制不需要精确的数学模型,而且消除了模糊控制存在的静差。但该控制方式的自适应能力较低,在输入量变化较大时,其控制精度变差。变论域模糊PID控制利用伸缩因子使系统的自适应能力提高,并增加模糊规则的利用率,使控制精度提高。本文研究了变论域模糊PID控制在非线性非最小相位系统的DC-DC变换器闭环控制中的性能,以DC-DC变换器中的典型非线性非最小相位系统的Sepic电路和Boost电路为例进行了仿真和实验,结果表明变论域模糊PID控制比前两种控制方式具有更优的控制性能。     

四旋翼无人机串级变论域模糊PID姿态控制研究

为解决四旋翼无人机控制系统存在的鲁棒性差和控制精度低等问题,结合变论域思想、模糊PID算法和串级PID算法三者优点,提出了一种基于变论域模糊PID的串级姿态控制算法。建立了四旋翼无人机系统动力学数学模型,在模型的基础上设计串级变论域模糊PID控制系统,将不同的控制器组合,使用外环角度环和内环角速度环对四旋翼姿态进行控制。常规串级PID算法和串级变论域模糊PID算法设计的控制系统所得仿真曲线对比表明,串级变论域模糊PID控制方法能满足四旋翼飞行器响应速度快与稳定性高的要求,其超调量为8%,明显优于串级PID控制方法。     

静止无功补偿器变论域模糊PI控制研究

为改善静止无功补偿器(SVC)常规PI电压调节器的调节效果,增强其动态响应性能和无功补偿能力,提出了一种基于变论域模糊P I控制的SVC电压控制方法.在常规P I控制和模糊理论相结合的基础上,利用模糊伸缩因子优化变论域技术进一步改进.该文对常规PI、模糊PI、变论域模糊P I三种控制方法在SVC中的应用进行了比较研究....     

函数型变论域模糊PID自整定交流伺服系统研究

永磁同步电机是复杂非线性耦合系统。使用传统PID对其加以控制时,电机运转性能会受自身参数设定限制,并随外部负载变化而波动。将传统PID技术与模糊理论相结合是解决上述问题的有效途径。普通Fuzzy-PID技术因初始论域不能跟随误差变化而伸缩,使系统的控制精度降低。带函数映射型伸缩因子的变论域Fuzzy-PID策略具有普通Fuzzy-PID的优点,同时引入了函数型伸缩因子对论域进行实时调整,大大提升了模糊规则的利用率,使得系统精度得到提高。使用MATLAB建模,对普通Fuzzy-PID与变论域Fuzzy-PID控制下的效果进行了对比。结果表明:变论域Fuzzy-PID控制策略响应速度更快,超调量小,并且当负载发生过大过快改变时,转矩脉动较小,系统恢复时间较短。     

永磁同步电机变论域模糊直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)相比矢量控制转矩响应快,能够很好地适应对转矩响应要求较高的应用场合。但常规DTC存在转矩脉动、磁链脉动大和谐波电流较大的缺点,可能导致更高的定子铜耗,从而降低驱动效率。针对这一问题,以DTC基本原理为出发点,提出一种用磁链和转矩模糊控制器代替传统滞环比较器的控制策略。常规模糊控制器可能会出现模糊规则不足或得不到充分应用的情况,导致模糊控制效果变差,针对这一不足在转矩环加入变论域模糊控制。使用MATLAB/Simulink对变论域模糊DTC系统进行仿真。仿真结果表明:该变论域模糊控制系统能够有效地抑制转矩脉动、磁链脉动和谐波电流。     

变论域自适应模糊的分层注水工艺控制

针对油田同步分层注水工艺具有强非线性、层间耦合强干扰、时变性、模型复杂等特点,采用传统基于模型的控制策略将导致系统不稳定、测调时间长及易出现工艺管柱憋压这一问题,提出一种新型的变论域自适应模糊控制算法,并设计了同步分层注水工艺流量调节控制器.该控制器通过伸缩因子实现论域跟随变量参数而变化,并可实现模糊控制与PID控制软切换,确保系统无超调,解决工艺管柱耦合憋压现象.单位阶跃仿真响应与现场运行实验表明,控制器适应性强,注水测调时间缩短了1/3,平均单次测调耗电节省160mAh,可长期保证注水合格率.