主动磁悬浮系统的变论域自适应模糊PID控制

针对主动磁悬浮轴承系统具有强非线性、强耦合、模型不确定等特点,提出了一种变论域自适应模糊PID算法;该方法通过选择合适的伸缩因子,避免了传统模糊PID控制中出现规则爆炸的问题;同时针对传统伸缩因子的函数结构和参数难以确定的特点,设计了基于模糊规则的论域伸缩因子;在SIMULINK环境中对主动磁悬浮轴承系统进行仿真,仿真结果表明,变论域模糊PID算法控制的主动磁悬浮系统具有更好的动静态性能,对外界干扰具有更强的鲁棒性.     

模糊自适应PID算法在磁悬浮实时控制系统中的应用研究

针对磁悬浮系统的复杂非线性及模型不确定的特点,采用模糊PID算法对其进行控制,以满足系统对动态性能和静态性能的要求;结合PID实时控制中的经验,建立合理的模糊规则,模糊推理机构根据不同的偏差e、偏差变化率ec对PID参数Kp、Ki和Kd进行自校正;在磁悬浮实验装置中进行实时控制实验,通过与常规PID控制效果的比较来验证模糊PID控制器的性能;在系统输入存在正弦扰动时,模糊PID控制器使系统响应过程中的振荡幅度得到明显减小,干扰对控制效果的影响被减弱;实验证明,模糊PID控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,对于磁悬浮这种非线性系统具有良好的控制效果。     

模糊自适应PID在磁悬浮系统中的应用

针对EMS型磁悬浮列车悬浮系统的非线性、迟滞性及模型不确定的特点.本文采用了模糊自适应整定PID控制技术来满足其对动态和静态性能的要求.仿真结果表明模糊自适应整定PID控制器学习精度高、收敛速度快、在系统同时存在磁悬浮系统参数的变化和负载扰动时.具有较强的鲁棒性和抗干扰能力.     

磁悬浮的控制研究与仿真

单自由度磁悬浮控制研究是研究多自由度磁悬浮基础.首先介绍基于单自由度磁悬浮控制实验系统及其工作原理,并建立数学模型.基于磁悬浮系统数学模型复杂性.主要研究如何更好地控制其悬浮性能.从基本控制方法人手,分别给出各种控制方法下数学模型,利用劳斯判据等方法进行参数整定以及比较各个控制方法仿真结果及其控制效果和对系统产生影响.最后,介绍模糊自整定PID控制方法原理,根据系统特点,设计并利用matlab软件对其进行仿真,其仿真结果说明智能控制方法在此非线性系统控制上具有一定优势,也是今后研究方向.     

基于模糊PID的磁悬浮球控制系统研究

针对磁悬浮球系统的本质不稳定性,设计模糊PID算法实现系统的稳定控制,并使之动态性能及稳态性能满足要求;文中首先分析了磁悬浮球系统的基本原理,并进行力学分析,建立系统的数学模型,并对其中的非线性部分进行了平衡点处的线性化,而后采用用PID控制设计,PID可以实现系统的稳定控制,且控制精度较高,但对于动态性能的改善不足,且当模型中的参数改变时,PID参数的适应性较差;因此在PID参数的基础上,采用模糊PID控制,使得系统既可以满足三性要求,又可以使其具有参数变化的适应能力。     

基于模糊PID的母管制煤粉锅炉燃烧控制系统

母管制煤粉锅炉燃烧系统存在严重非线性及强耦合问题且模型不易确定,使用传统控制方法效果不佳.针对这种情况提出采用模糊PID控制方案,并针对T-230-2型锅炉燃烧系统的特点和控制要求,设计了一种模糊PID控制器,并可在线调整模糊控制器输出的PID控制器参数,从而达到优化PID控制器参数的目的,实现对"非线性、强耦合"系统的控制要求.通过Matlab仿真,对母管压力的鲁棒性和抗扰性进行了分析.结果表明,该控制器具有更好的控制效果,能有效地克服扰动,提高了系统的动态特性.     

模糊控制在磁悬浮球系统实时控制中的应用

在磁悬浮球系统中采用PID控制时,动态性能较差,控制效果不理想.为了获得控制效果较好的控制器,根据模糊控制原理,设计磁悬浮模糊控制器.根据PID实时控制中的经验,确定模糊控制器的输入输出变量模糊化范围,建立合理的模糊规则表.在Matlab/Simulink中组建实时控制模块,并分别对磁悬浮球系统在无干扰和有干扰下进行实时控制.对控制效果进行分析讨论,证明模糊控制器具有良好的鲁棒性和在非线性系统控制中的有效性.     

小型电加热反应器温度的模糊自适应整定PID控制

小型电加热反应器系统具有较大的纯滞后、惯性滞后、非线性和时变特性,参数固定不变的普通PID控制器难以进行精确温控.通过把操作人员积累的PID参数整定经验知识总结成模糊规则,利用模糊逻辑推理进行在线实时整定,设计了电加热反应器温度模糊自适应整定PID控制算法.通过Matlab与组态软件"组态王"KINGVIEW的动态数据交换,在Matlalb上编程实现了模糊自适应整定PID控制算法.进行了一般情况下和具有较强非线性和时变特性情况下温度控制实验,实验结果表明,模糊自适应整定PID控制取得了比普通PID更好的控制结果,模糊自适应整定PID控制对过程非线性和时变特性具有更强的适应性.     

铁路防尘自动喷洒系统的模糊自适应PID控制研究

针对大滞后、非线性的自动喷洒试验系统,进行了模糊自适应整定参数的PID控制策略研究.对运煤车防尘自动喷洒系统进行了分析;设计了模糊自适应PID控制器;在MATLAB语言环境下编写仿真控制程序.仿真运行结果表明控制方案的有效性和正确性.     

基于LabVIEW的磁悬浮球系统PID控制算法研究

磁悬浮球系统是一个实时控制系统,利用参数易于修改和代码便于工程应用特点的NI LabVIEW平台,对磁悬浮球系统的比例-积分-微分(PID)控制算法进行仿真。本文为系统设计了模拟PID控制算法、变参数PID控制算法;同时为了能获得更好的控制性能以及更多先进算法的支持,利用组件对象模型(COM)技术引入MATLAB与LabVIEW无缝集成,成功设计了基本模糊控制和模糊PID控制算法。仿真结果表明,模糊PID控制算法能更好的实现对磁悬浮球系统的控制;同时,COM技术的应用使得LabVIEW程序得到MATLAB强大的算法支持,大大缩短程序编写时间、显著提高应用程序的性能、并使得算法更易于实际工程应用。     

机动弹头末制导模糊控制研究

机动弹头在末制导段的飞行参数随着飞行条件的变化而发生较大变化,呈现严重的非线性,给控制系统设计带来较大困难.结合模糊控制和PID控制的优点,从工程实用的角度出发提出了一种基于模糊PID控制器设计的方法.模糊控制系统对系统的参数变化有较强的适应能力,尤其适合于数学模型未知、非线性的、复杂的对象.模糊控制器可根据系统的误差和变化对PID控制器参数进行自动优化和调整,然后用同法设计导弹的俯仰通道模糊控制器,并与传统的PID控制器进行分析对比,最后在六自由度模型上进行仿真.仿真结果表明控制器能够满足机动弹头末制导控制系统要求.     

步进电动机的模糊PID控制

由于步进电动机调速系统具有非线性等特点,使得利用简单模糊控制与传统PID控制精度不高,因此文中提出利用模糊PID控制器实现对步进电动机调速系统进行控制的方法,并设计了模糊PID控制器。文中首先建立了步进电动机的数学模型,并根据数学模型推导了其传递函数;然后介绍了模糊PID控制器结构,以及模糊控制规则的生成方法,并且对该控制方案进行数字仿真。仿真结果表明:该方法调节精度较高,动态响应快,无超调,有一定的可行性。     

一种PID模糊控制器(fuzzy PI+fuzzy ID型)

提出一种二维PID模糊控制器,其结构形式筒称为fuzzy PI+fuzzy ID型.根据fuzzy PI和fuzzy ID控制器的图解说明,确定该fuzzy PI和fuzzy ID控制器的模糊控制规则的相似性.理论分析表明,该PID模糊控制器除具有常规PID性能外,还具有非线性等特点.仿真结果表明,与常规PID和fuzzy PI控制相比性能更优.     

变论域自适应模糊PID控制系统仿真与应用

由于电液伺服系统具有非线性、时滞性等问题,自适应模糊PID控制方式仍难以精确控制马达转速,故设计了变论域自适应模糊PID控制算法。通过设计合适的伸缩因子,将变论域与自适应模糊PID控制相结合,该算法可以精确控制电磁比例阀的流量进而控制马达的转速。将PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和变论域自适应模糊PID控制算法进行Matlab仿真,结果表明：变论域自适应模糊PID控制具有响应快、无超调、稳态误差基本为零的特点。通过可编程控制器实现了模糊PID控制与变论域自适应模糊PID控制算法在电液伺服系统中的应用,实验数据表明,变论域自适应模糊PID控制更加精确,符合工业控制要求。     

空间应用流体回路旁路控制算法仿真研究

针对复杂流体回路流量控制问题,设计了一种适应多种工况的改进型模糊PID控制器。应用集总参数法,使用液阻系数和热交换分别推导了空间应用流体回路流量和温度变化模型,同时建立了回路中离心泵、步进电动阀、液液热交换器等重要组件的数学模型。以此仿真模型为基础,基于模糊控制理论设计了一种结合阀门状态信号的改进型自整定模糊PID控制器,解决下游负载变化对主路影响的问题。文中对包括改进型模糊PID在内的4种控制算法效果进行了对比。仿真结果表明,改进型自整定控制方法控制效果最好,具有良好的非线性适应性,相比传统PID减少了实验柜阀门关闭前后50%超调量和75%响应时间。     

基于倒立摆的一种控制器的设计与仿真

针对倒立摆多输入多输出系统,由于复杂非线性,强耦合性而难以建立数学模型和难以控制的问题．提出一种PID参数模糊自整定的控制方法。利用MATLAB设计PID参数模糊自整定控制器,并进行仿真和实际应用。通过与常规PID控制方法相比较,可以看出PID参数模糊自整定的控制方法不需要建立精确的数学模型,还可以及时在线调整PID参数,获得更好的控制效果。     

模糊自适应PID在转速控制中的应用

针对动态称重系统中异步电机调速系统的非线性和结构参数的易变性等特点,将模糊控制和PID控制结合起来,设计了模糊PID调速系统的转差频率仿真模型,并对模型进行了性能研究。仿真结果表明,这与传统的PID控制相比,该模型具有良好的适应性、鲁棒性,并且提高了控制系统的动、静态性能。     

New methodology for analytical and optimal design of fuzzy PIDcontrollers

Describes a methodology for the systematic design of fuzzy PID controllers based on theoretical fuzzy analysis and, genetic-based optimization. An important feature of the proposed controller is its simple structure. It uses a one-input fuzzy inference with three rules and at most six tuning parameters. A closed-form solution for the control action is defined in terms of the nonlinear tuning parameters. The nonlinear proportional gain is explicitly derived in the error domain. A conservative design strategy is proposed for realizing a guaranteed-PID-performance (GPP) fuzzy controller. This strategy suggests that a fuzzy PID controller should be able to produce a linear function from its nonlinearity tuning of the system. The proposed PID system is able to produce a close approximation of a linear function for approximating the GPP system. This GPP system, incorporated with a genetic solver for the optimization, will provide the performance no worse than the corresponding linear controller with respect to the specific performance criteria. Two indexes, linearity approximation index (LAI) and nonlinearity variation index (NVI), are suggested for evaluating the nonlinear design of fuzzy controllers. The proposed control system has been applied to several first-order, second-order, and fifth-order processes. Simulation results show that the proposed fuzzy PID controller produces superior control performance to the conventional PID controllers, particularly in handling nonlinearities due to time delay and saturation     

基于模糊专家模型的神经控制器及应用研究

针对具有严重非线性特性的pH中和过程,提出了一种基于模糊专家模型的神经控制策略,这种方法将神经网络逆控制器与神经元PID控制器相结合,并利用模糊专家模型所得到的预报结果来调整神经元PID的权值。仿真试验表明该方法能有效改善控制性能,所提出的方法实现了对pH过程的有效控制,并且有很强的适应性。     

奇异摄动磁悬浮系统的串级PID控制稳定性研究

研究采用串级PID控制的奇异摄动磁悬浮系统参数稳定范围.首先给出磁悬浮系统的串级PID控制算法与模型,讨论了系统稳定应该遵循的两个条件:一个是慢变子系统PID控制的渐近稳定条件,另一个是快变子系统电流环稳定条件,从而推导出基于串级PID控制的磁悬浮系统所应遵循的参数稳定范围和摄动参数稳定上界.结论说明由于电流环稳定条件与PID稳定条件存在较强耦合,对系统固有参数要求较为严格,导致实际系统调试难度较大.