基于S函数的模糊整定PID控制器的设计及仿真

针对工业过程控制中被控对象往往为非线性、时变系统,常规的PID控制对于这样的系统的控制效果不是很理想,提出了模糊整定PID控制算法,并且在Matlab下利用S函数实现了模糊整定PID控制器的设计及仿真,并将该方法用于激光晶体生长系统的直径调节器中,结果表明,该系统对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用.     

模糊自整定PID控制器在再热汽温控制中的应用研究

针对工业过程中再热汽温等一类大迟延惯性时变对象,采用模糊自整定PID控制器对PID参数调节和优化,该方法将模糊技术与PID控制综合起来,实现了PID控制的智能化.仿真结果表明与常规PID控制器相比,模糊自整定PID控制器具有很强的适应性、鲁棒性和抗干扰性.     

输入信号为零值的PID控制策略的分析

针对控制对象中输入信号（期望值）为零值的一类问题，利用反馈传递函数与输入信号之间的关系，提出了一种新的PID控制策略，并分析了与传统PID控制方法之间的关系。运用此PID控制蓑略，对PID参数进行合理的设置后，其抗干扰能力将极大增强。最后以倒立摆为具体的仿真研究对象，验证了控制策略的有效性。     

一类时变系统中补偿器的功能和设计

PID控制器由于其结构简单和参数整定容易,具有良好的控制功能,被广泛应用在工程上的线性确定性系统中.但是,在非线性系统和不确定性系统中, PID控制器由于其固定的控制参数和结构限制,很难克服系统中内外干扰的影响,控制器鲁棒性能较差.本文按照被控对象中的标称模型设计常规PID控制器优化参数,对非线性系统中多个线性化模型和不确定性系统中的不同工作点模型,设计了一类补偿器,使得整个闭环系统具有与标称模型下相同的控制品质.工程应用例子论证了本文提出的补偿器能提高不确定与非线性系统的控制品质和鲁棒性能.     

改进模糊神经网络控制在伺服系统中的应用

稳定跟踪系统中,被控对象呈现出强耦合、非线性现象多和系统参数多且难以辨识的特点。针对传统的PID难以对其进行精确控制的实际情况,提出了一种新的控制方法。通过在神经网络结构中加入递归层而构造的改进的模糊人工神经网络,可以很好地描述动态系统。采用高斯基函数可以使网络具有很好的泛化能力。仿真试验表明,这种模糊人工神经网络和PID联合起来对一类伺服系统进行多模态控制,可以提高系统的自适应性和鲁棒性,有效提高控制精度,具有很高的应用价值。     

基于BP神经网络整定的PID控制

传统PID控制在控制系统中有广泛的应用,但是由于其在参数整定过程中对于对象模型过分依赖,并且参数一旦整定计算好后,在整个控制过程中都是固定不变的,而在实际系统中,由于系统状态和参数等发生变化时,过程中会出现状态和参数的不确定性,系统很难达到最佳的控制效果．为了改善传统PID控制的效果,又充分利用现有PID控制的研究成果,采用BP神经网络对PID参数进行整定,并对该系统进行了仿真分析．仿真结果表明,采用BP神经网络整定的PID控制较传统PID算法及BP网络算法都有较大程度的提高．     

自适应的时变比例增益的预测PID控制器

为了利用PID控制获得先进的控制性能,将广义预测控制(GPC)用于PID参数的实时优化,在此基础上提出了一种新的基于GPC的自适应PID控制器的设计方法.该PID控制器具有时变的比例增益,并且PID控制器的设计利用了GPC的未来参考输入.因此,GPC控制律能由设计的PID控制器精确实现.为使GPC控制器稳定地获得比例增益,采用了基于互质因子分解扩展的强稳定GPC,独立于利用标准GPC设计的闭环系统而重新设计GPC控制器,保证了闭环系统的稳定性.此外,利用递推最小二乘法对系统进行在线辨识,修正模型参数,增强了系统的抗扰性.以一阶时滞非最小相位系统为被控对象,在Matlab中对该设计方法进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.     

轴向主动磁轴承的无模型控制

轴向主动磁轴承系统是一个典型的非线性开环不稳定系统,且其准确模型也难以得到.它的控制一般是采用PID,但存在PID参数调整费时和扰动抑制效果差的问题.新的无模型控制方法不需要知道被控对象的精确模型和阶次.依据此方法所设计的控制器具有结构简单、控制参数调整方便等优点.因此,尝试将该新型控制方法应用于轴向主动磁轴承的控制.仿真和实验结果表明:与PID控制方法相比,应用该方法所设计的控制系统具有无超调、稳态精度高、对扰动抑制作用强等优点.     

模糊自整定PID控制器在再热汽温控制中的应用研究

针对工业过程中再热汽温等一类大迟延惯性时变对象,采用模糊自整定PID控制器对PID参数调节和优化,该方法将模糊技术与PID控制综合起来,实现了PID控制的智能化。仿真结果表明:与常规PID控制器相比,模糊自整定PID控制器具有很强的适应性、鲁棒性和抗干扰性。     

基于自适应模糊PID的中药提取温度控制

以某制药厂中药提取系统为研究对象,分析中药提取工段的工艺设备和传热过程,建立简化模型.针对提取工段温度控制非线性、时变性、纯滞后的特点,设计自适应模糊PID控制器,并进行了仿真研究.仿真结果表明采用参数自整定模糊PID控制,系统调节时间短,响应速度快,具有较好的鲁棒稳定性.利用仿真得出的模糊控制参数表于某中药厂提取温控系统中进行在线PID整定,应用表明,使用此控制方法可有效减少温浸动态提取中的温度波动,达到良好的提取效果.     

细菌觅食优化的智能PID控制

传统的PID在控制过程中,尤其针对复杂被控对象易产生振荡和较大的超调,甚至控制系统无法稳定,为了解决这个问题,采用了一种新的基于细菌觅食优化（Bacterial Foraging Optimization,BFO）的智能PID控制方法,针对该算法收敛速度慢的缺陷,对步长及搜索范围做了一定的分析改进。通过与粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）智能PID参数整定控制的仿真结果比较,特别是在系统的动态性能指标以及输入信号的跟踪情况等方面进行对比分析,得出基于BFO智能PID控制的优缺点及有效性。     

基于组态软件和Matlab的PID控制器设计及参数自整定方法研究

工业控制现场使用的组态软件中,PID控制是比较实用、可靠的。本文介绍在组态软件中PID控制器的算法实现,并基于Matlab完成PID自整定算法,使参数的整定变得简单、易行,使组态软件更灵活、通用。并通过系统响应曲线图对设计的PID控制器的性能进行评估。     

An Intelligent Design for a PID Controller for Nonlinear Systems

The proportional integral derivative (PID) controller is the most frequently used controller design for industrial applications because of its favorable response and simplicity of adjustment. However, PID manual tuning is traditionally based on engineering experience, and adjusting nonlinear or unknown systems is extremely difficult. In promoting an intelligent controller design theory that can be applied to the control of various systems, this paper proposes a nonlinear control design method that involves determining the optimal solution and obtaining the transfer function of an unknown system by using sequential quadratic programming. In addition, this paper presents a case study of an induction motor V/F speed control to demonstrate the effectiveness of the proposed method based on MATLAB simulation. The results prove that the design of the proposed intelligent PID controller is more robust than traditional controller designs.     

基于BP神经网络的PID控制器在温控系统中的应用

工业中的温控对象普遍具有大时滞、非线性和时变性等特点,采用传统的PID控制器难以取得满意的效果。基于BP神经网络的PID控制器具有逼近任意非线性函数的能力,能实现对PID控制器的参数Kp,KI,KD的实时在线整定,使系统具有更好的鲁棒性和自适应性,其输出也可以通过在线调整达到预期的控制精度,适用于温控系统。实验结果表明,该控制器具有抗干扰能力强、鲁棒性好等特点。     

基于蚁群算法的航空发动机PID参数优化

提出一种基于蚁群算法的PID参数优化控制算法,对航空发动机的双变量解耦控制方法进行了研究.蚁群算法采用分布式并行计算机制,易于与PID控制方法结合,优化后的控制器克服了传统的PID控制参数不易整定的缺点,且控制器结构简单规范、动态和静态性能良好,具有较强的鲁棒性.仿真结果表明该控制系统实现了解耦控制,对航空发动机模型参数在大范围内的变化均有良好的控制效果.     

基于RBF网络二级倒立摆系统PID控制

为解决传统PID控制SIMO系统的不足,提出在RBF网络辨识系统Jacobian阵基础上,引入kx-函数观测器的控制策略,实现PID控制参数的在线自整定。根据PID控制系统与LQR控制系统传递函数阵的等效关系,得到PID控制器的初始kp、ki、kd,解决实物二级倒立摆在初始时刻扰动大,但对稳定性要求高的矛盾。最后,仿真结果表明该方法使倒立摆系统具有快速性,稳态误差小,其控制效果要优于LQR控制,可实现二级倒立摆系统的稳定控制。     

直流电动机的PID整定

传统PID控制器参数范围变化大,要调到想要控制的结果,工作量大,整定方法过于繁锁,PID参数的优化方法很多,本文采用基于实数编码遗传算法的PID整定方法,具有操作简单、整定速度快等很多优点。     

智能阀门设计与控制方法研究

为了满足智能阀门在工业生产中极高的标准,本文进行研究了智能阀门设计与控制方法,设计了智能阀门硬件系统,包括电气转换模块、微处理器、信号处理模块和阀位反馈模块四个部分,以主控制器LPC2290为核心,以及A/D转换器和CAN总线进行通信,实现了智能阀门的控制功能,为了提高智能阀门控制的精确度,本文利用PID控制器和FUZZY-PI复合算法,通过PID控制的基本原理和稳定边界法整定PID控制参数的过程,完成PID控制器的设计,再结合FUZZY-PI复合算法实现智能阀门的偏差判别与条件控制和多路转换开关与信号的转换,实现智能阀门的高精度控制,最后设计了智能阀门定位器系统,实现了智能阀门的精准定位与自我诊断功能,实验表明,本文研究的系统在4s时就能够达到控制稳定,并且控制精确度可高达95%。     

基于智能水滴算法的空调水温二阶时滞PID控制

为提高中央空调系统使用过程中的能耗利用效率,实现更加有效的回水水温控制,提出基于不确定IWD-PID整定的中央空调系统回水水温控制方法.首先对中央空调系统冷回水水温模型进行研究,用二阶时滞惯性模型对回水水温模型进行描述,获得其控制对象数学模型形式;其次引入智能水滴算法(IWD)对PID控制器进行优化整定,并利用不确定方...