基于PLC的牙签自动包装机PID温度控制系统

设计了一个以PLC为主的控制器,结合触摸屏、传感器技术、气动驱动技术、步进电机控制和智能温度变送器等的PID温度控制系统,将其综合应用于牙签包装机自动控制系统上,实现牙签自动送料、包装和传送等功能.通过485通迅和以太网通迅,采用PID模拟量闭环控制技术方法和MCGS触摸组态技术,实现了牙签自动包装机温度自动调节与自动化监控,优化了包装膜封装口温度和切边温度,同时操作简单且可靠高,具有很好的应用价值.     

一种基于线性模糊控制的飞行机械臂自抗扰方法

无人机搭载机器臂作业能提高环境适应性,但机械臂的运动对飞行平台会产生强干扰,严重影响作业平台的稳定性。针对飞行机械臂的抗扰难题,采用欧拉-拉格朗日方法对系统进行整体建模,提出一种结合线性自抗扰控制(LADRC)和模糊控制的线性模糊自抗扰控制方法(Fuzzy-LADRC),该方法综合了模糊控制的自适应能力和LADRC对非线性强耦合系统的抗干扰能力,对控制系统进行优化。通过Matlab/Simscape平台搭建系统的物理仿真模型,并设计相关仿真实验对Fuzzy-LADRC、LADRC、比例-积分-微分(PID)等3种控制器的性能进行了对较分析。结果表明：Fuzzy-LADRC在响应速度上比LADRC快0.5 s,比PID快1.5 s,在扰动下进行轨迹跟踪,Fuzzy-LADRC最大误差仅为4 cm,而LADRC的最大误差为10 cm, PID的最大误差为35 cm。综上,该控制方法可显著提高飞行机械臂的响应速度和抗干扰能力。     

基于uCOS-II的模糊自适应温度控制系统设计

针对车间温度控制系统具有非线性、滞后性和时变性等特点,提出了一种改进型的模糊自适应PID控制器。该控制器通过在线调整学习速率因子和PID参数增量,并结合积分分离思路,实现PID参数的自适应调节。仿真结果表明该控制器优于传统PID控制和传统模糊自适应PID控制。控制系统采用PIC24F作为主控芯片,结合操作系统uCOS-II的实时性、可靠性以及模糊自适应控制的非线性、时变性等特点,通过实验成功的实现对温度准确控制。     

中药炮制机械智能炒药机温控系统设计

针对传统中药饮片炮制机械炒药机温度控制难题,通过对中药炮制过程炒制单元的工艺进行分析研究,设计了一种基于触摸屏与可编程控制器的温度控制系统,可根据炒制中药饮片的品种、规格、投料量等因素实现对温度的自动调节、实时监控、超温报警以及配方处理.介绍了温控系统的硬件构成及PID算法原理,详细叙述了利用三菱PLC自带指令实现温度闭环控制的方法.试验结果表明,该温度控制系统控制精确稳定,操作简单,画面直观,系统维护方便.     

基于粒子群算法的二次再热机组主蒸汽温度优化控制

针对二次再热机组主蒸汽温度控制中,被控对象通常具有严重的非线性、滞后性、时变性等特点,采用传统的串级PID控制很难得到满意的动态响应特性这一问题,分析了二次再热机组热力系统,提出基于粒子群算法整定的主蒸汽温度优化控制方法,实现对串级控制系统主回路PID控制器参数的快速优化。基于Matlab/Simulink平台,对被控对象模型进行阶跃响应实验,仿真结果表明,经粒子群算法优化之后调节回路的控制性能较ZN整定方法明显提高。该优化控制方法不仅保留了串级控制系统抗内扰能力强的优点,同时有效地解决了主蒸汽温度控制系统中稳定性与准确性之间的矛盾,增强了系统对不确定因素的适应性,对工程应用具有一定指导意义。     

热交换系统二自由度PID 控制

为解决热交换系统的温度控制问题, 采用二自由度PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法设计了温度控制器。该控制器的PID 参数通过Ziegler-Nichols 振荡法整定, 二自由度化控制器参数根据经验规则进行调整。利用所设计的二自由度PID 控制器和传统的PID 控制器进行了多项仿真实验, 包括目标跟踪、抗扰、鲁棒性和标称模型控制等。实验结果表明, 二自由度PID 控制器的目标跟踪速度优于传统PID, 具有良好的鲁棒性, 对标称模型的控制具有更小的上升时间和反冲。     

基于线性自抗扰控制的磁悬浮轴承控制策略

针对五自由度磁悬浮轴承控制系统,设计了一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)策略.利用扩张状态观测器实时估计由系统内部参数不确定性和外部扰动构成的总扰动量,并通过设计的PD控制律补偿扰动对被控对象输出的影响,提出整定控制器带宽参数和观测器带宽参数的方法.通过仿真曲线和控制系统性能指标计算,对比线性自抗扰控制策略与传统PD和PID控制策略.结果表明:本文提出的线性自抗扰控制策略可有效改善系统的动静态性能,控制精度有一定提高,满足了系统快速响应的要求.     

改进型自抗扰控制在 DC / DC 变换器中的应用

针对 DC / DC 变换器在实际应用中不断扩大,对输入波动、响应速度、稳定性等要求越来越高,而传统的 PID 控制算法无法在复杂的变换器控制系统中获得理想的控制效果,以 Buck 变换器为研究对象,提出了一种改进型自 抗扰控制策略。 在基于传统的线性自抗扰控制的基础上,对其进行广义数学分析,在传递函数中引入自定义的零 点,同时,对输入通道和测量的干扰,设计了测量滤波器,并设计了二阶自抗扰控制器。 最后,搭建以 DSP28377 为 控制器的硬件试验平台,对比分析传统 PI 控制和改进型自抗扰控制受干扰情况下的动态性能,验证了改进型自抗 扰控制的方案可行性,所提出的改进型控制策略不仅将传统的 PID 控制具有的缺点克服,又将其结构简单的特点 保留。 实验结果表明:较传统的 PID 算法而言,加载过程中,调节时间减少 125 μs,超调量较少 0. 8%;减载过程中, 调节时间减少 165 μs,超调量减少 2. 8%。 可以得出改进型自抗扰控制策略不但具备快速和高精度特点,还具有更 好的鲁棒性和抗扰动性能。     

基于粒子群优化的船舶PID自动舵的改进

受生物免疫反馈过程的启发,利用模糊逻辑的适应性,提出一种模糊免疫PID控制策略,并以此对传统的PID型航向自动舵进行改进.用一种模糊控制器来模拟免疫系统中的反馈机理,以航行的经济性为目标,采用线性递减权值策略的全局PSO算法,对控制器进行参数优化.并对比2种采用免疫PID控制器的系统组成方案,指明适用于船舶航向控制的控制系统形式.实验仿真结果表明:该控制器能很好地根据船舶动态特性的变化,自动地进行适应性免疫调节,具有跟踪速度快、航向控制超调小以及抗扰性强等优点.     

传送带单线成型机的张力控制系统

针对传送带单线成型机放卷过程线绳张力不稳定、排线不均匀等问题,设计传送带单线成型机的放卷张力控制系统,建立该放卷张力控制系统的数学模型,并根据自抗扰控制技术对张力控制器进行设计,最终提出基于差分进化算法的自抗扰控制器参数优化方法。研究结果表明:所设计的放卷张力自抗扰控制器比传统的PID控制器具有更好的鲁棒性和抗干扰性,更能适应传送带单线成型机的张力控制。     

基于嵌入式微控制器的冻干试验机温度模糊控制系统设计

将模糊控制理论引入冻干试验机温度控制系统中，设计了基于嵌入式微控制器的模糊PID控制器，解决了常规PID控制温度超调大的问题；给出了模糊PID控制器的设计方法及冻干试验机控制电路的框图；将该系统以蕨菜为冻干物料进行了实验，获得了良好的温度响应曲线．     

基于改进粒子群优化PID参数的风力除尘控制系统的研究

对卷接机组集中工艺风力除尘系统控制需求及工艺特点进行了研究,针对风力系统中压力和流量之间存在非线性与强耦合性的特点,以及控制系统中传统自动化科学技术(proportional plus integral plus derivative controller,PID)控制和现有的模糊PID控制自适应和鲁棒性较差、系统稳定性能不理想的问题,文中提出对角矩阵解耦方法将压力和流量进行解耦,利用改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化参数的PID控制器对两者进行独立控制。通过仿真软件和可编程序逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)程序对算法进行实现。位置阶跃响应实验粒子寻优实验结果表明:该方法在阶跃响应上升时间、最大超调量和响应速度上均有很好的优化效果,即时控制调整变频器频率以及阀门开度,使主风管压力波动在0. 5%～1%内,流量波动控制在0. 4%～0. 8%内。     

胎面重量控制系统的CPSO优化Smith预估线性自抗扰策略

针对轮胎行业橡胶复合挤出线重量控制系统过程机理复杂、扰动过多且难以测量等问题,设计了一种史密斯预估与线性自抗扰控制(Smith prediction-linear active disturbance rejection control, Smith-LADRC)相结合的控制方式以实现对胎面重量的稳定控制。建立仿真模型与比例-积分-微分(proportional-integral-differential, PID)、LADRC、Smith-PID进行控制效果对比以验证其优势,同时针对此控制器调参困难引入混沌粒子群算法(chaotic particle swarm optimization, CPSO)进行参数整定。经实验结果表明：Smith-LADRC相较于上述3种控制方法能够使系统具有较好的抗干扰性和鲁棒性;采用CPSO算法寻优后,相比于粒子群算法(particle swarm optimization, PSO),可以很好地达到控制目的,系统输出响应快速性均得到提高,相比手动调节能更好地对系统输出进行控制,同时节省参数调节时间,提高控制效率。     

一种线性自抗扰控制器参数自整定方法

针对线性自抗扰控制器参数难于整定的问题,提出了一种基于动态响应过程时序数据挖掘的参数自整定算法. 算法以线性自抗扰控制器中线性误差反馈律的两个增益信号回路的动态响应为参数调整对象,通过改进变收缩系数的随机搜索算法进行参数整定,记录动态响应过程数据,基于关联关系挖掘得到控制参数调整策略应用于线性自抗扰控制器的参数自整定. 为验证本文提出的参数自整定方法的实际效果,以液压自动位置控制系统为控制对象,分别采用阶跃响应仿真和Monte Carlo实验进行对比研究. 结果表明,基于数据挖掘参数自整定的线性自抗扰控制器动态响应较好,鲁棒性较强,改进了变收缩系数随机搜索算法调整时间较长以及传统线性自抗扰控制器超调较大的缺点,是一种具有实用性的线性自抗扰控制器参数自整定方法.     

用PLC在ZB45型包装机上实现散包检测

采用PLC编程控制在包装机上实现散包（包装有缺陷的烟包）检测．ZB45型包装机在生产过程中，散包传感器检测到有散包烟时输出信号，散包信号和位移传感器的计数信号输入给PLC，信号经PLC处理后，PLC输出剔除信号给包装机的剔除系统，利用包装机的剔除系统将散包烟剔除出来，从而实现了把散包烟剔除掉的目的．     

制糖离子交换模糊控制系统的设计与仿真

针对传统制糖离子交换工艺系统的不足,利用爱默生PLC设计了离子交换流量模糊控制系统。提出把模糊控制理论和PID控制理论相结合的方法,设计实现模糊-PID复合控制系统。通过Matlab仿真可看到将模糊控制算法与PID控制原理相结合相互补偿的方法与常规PID控制方法相比,模糊控制PID系统具有控制精度高,可靠性好,适应性好的优点。     

基于遗传算法的PID控制器设计及仿真

分析了浮力调节装置实验系统的功能和结构,建立了数学模型.为了使控制器参数能够适应系统模型的改变,设计了基于遗传算法的自整定PID控制器,针对其液压系统中的多余压力提出了基于结构不变性原理的控制策略.对实验系统的控制模型进行仿真分析,结果表明：所设计的控制系统能够克服多余压力和模型参数时变2大控制难点,在不同的工况下能够始终保持良好的控制性能.     

基于S7-300控制器压缩机组的两级双通道PID控制

设计了一种针对化工流程用压缩机的两级双通道PID气量调节控制系统用以实现稳定的压缩机输出气量控制;采用两级设定PID调节,避免了单阀在气量变化幅度较大时因开度小而发生抖动,造成气阀的损坏.该系统由触摸屏和西门子S7-300PLC控制专用调节阀构成,在参数整定的基础上实现了全自动的PID气量控制.     

基于S7-300 PLC电弧炉控制系统的设计

针对纯模拟器件自耗电极真空电弧炉电极升降控制系统故障率高、维护量大等一系列问题，设计出了由PLC和模拟调速器组成的电极升降控制系统。介绍了系统主要硬件配置、S7—300PLC程序结构、操作面板OP27组态画面。该系统控制算法采用PID算法，且根据现场工艺要求实现了从手动到自动的无扰切换功能。现场运行数据表明，基于PID控制规律的电弧炉电极升降PLC控制系统运行稳定可靠，操作方便，维护量小，对同行业的生产进步将起到示范和推动作用。     

基于单神经元PID控制的离子流消静电装置

单神经元自适应PID(Proportional integral derivative)控制系统,具有自学习和自适应能力,而且结构简单、易于计算、响应速度快、设定参数少等特点,可以在一定程度上解决传统PID控制器不能对参数时变系统进行有效控制的问题,在离子流除静电装置中引入单神经元自适应PID控制,显著提高了现有离子流除静电装置的自动化程度,实现了自动检测、自动调整,实时监控,提高了工作效率,减少了人为误差,取得了较好的效果.