基于HSIC的适应性融合控制策略

针对不确定性复杂关联系统难以采用PID控制,探讨了一种基于仿人智能的适应性融合控制策略.分析了系统的控制论特性,讨论了PID控制面临的挑战,基于仿人智能控制,研究了对复杂关联系统的适应性融合控制策略,构造了相应的控制算法.文中以某不确定性复杂关联对象控制为例,分别采用PID与适应性融合控制策略进行了仿真对比研究,实验的系统响应曲线验证了该策略的良好动静态控制品质与适应性.研究结果表明,适应性融合控制策略与控制算法是可行与合理的.     

基于模糊神经网络PID的无人艇航向控制器研究

针对常规比例、积分和微分(proportional integral derivative, PID)控制器在无人艇航向控制系统中表现出的稳定性差、控制精度低等问题,文章提出一种将模糊控制与反向传播(back propagation, BP)神经网络相结合的控制算法;在MATLAB中对比常规PID控制器、模糊PID控制器与模糊神经网络PID控制器在给定期望航向角下的航向控制性能,仿真结果表明模糊神经网络PID控制器对无人艇的航向控制性能最佳;在搭建的实验平台上对不同航向控制器下无人艇的航行轨迹和航向角进行比较,实验结果进一步验证了模糊神经网络PID航向控制算法的优越性。     

模糊自整定PID航向控制算法优化及其性能评判

针对PID航向控制算法初始值选择的合理性对控制器性能所起的重要作用,文章通过建立PID航向控制算法的Kp、Ki和Kd初始值计算模型,实现对模糊自整定PID航向控制算法的优化;基于智能化SIHC仿真研究平台,全面测试了优化的航向控制算法性能,并利用改进的航向跟踪及保持性能评判算法定量评判了航向控制算法的性能。测试结果表明,优化后的模糊自整定PID航向控制算法具备自动根据环境条件和船舶操纵特性确定PID初始值的能力,算法的实用性及适应性得到提升。     

模糊自整定PID航向控制算法性能测试与优化

针对船舶智能操控仿真平台SIHC(ship intellzgent handle and control)集成的模糊自整定PID(proportion integral derivative)航向控制算法对不同船型存在适应性问题,分析其原因并加以改进。对于不同船型,运用K、T简易计算方法获得高精度的K、T值,同时制定不同系统阻尼系数ξ取值优化策略,改进PID初始值,实现对模糊自整定PID航向控制算法的优化。Matlab仿真测试结果表明,改进的模糊自整定PID航向控制算法提高了对不同船型的适应性。     

基于BP神经网络的船舶航向智能PID控制研究

针对船舶航向控制非线性的特性,以船舶航向运动一阶KT模型为研究对象,设计了基于BP神经网络的自整定PID算法航向控制器。将传统PID与BP神经网络结合,对被控对象由BP神经网络进行辨识,给出PID控制参数,由PID控制算法进行控制并优化收敛速度。根据真实渡轮船舶特征参数,利用MATLAB/Simulink仿真软件建立船舶航向运动控制系统模型。仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制系统超调小、鲁棒性好,可长时间稳定工作,几乎无稳态误差,控制算法的实用性以及动态控制系统的优越性得到验证。     

连续墙液压抓斗起重机双主卷扬同步控制

阐述了连续墙液压抓斗起重机双主卷扬液压系统的工作原理.建立了双主卷扬同步系统的数学模型.采用主从式同步PID(proportional integral derivative)控制策略,并且将自适应在线遗传算法应用于PID参数的优化整定中.仿真结果表明,与传统遗传PID控制相比,自适应在线遗传PID控制具有较好的控制性能.现场试验数据表明:所采用的控制策略比传统遗传PID控制算法具有更好的同步控制效果,同步精度可达±0.35°,很好地满足了连续墙液压抓斗起重机同步作业的基本要求.     

基于模糊PID的焊枪伺服控制系统研究

针对钛及稀有金属真空等离子焊接生产特点和焊接工艺对焊枪位置与速度的高精度要求,提出了基于模糊PID控制策略的焊枪伺服控制系统.该系统由上位计算机、下位PLC、交流伺服控制器、弧压传感器和图像传感器构成,采用模糊PID的控制策略实现对焊枪位置和速度全过程优化控制.系统运行结果表明,采用模糊PID控制算法能够改善焊缝质量,...     

船间效应影响下的船舶操纵运动仿真

为更好地研究船间效应影响下的船舶操纵运动问题,采用MMG建模思想,将船间效应力及力矩的通用公式叠加到操纵运动方程中.在此基础上,结合PD航向控制和欠驱动航迹控制算法,研究发生船间效应时舵对船舶的控制问题,并应用Matlab进行仿真.结果表明,一定条件下,船间效应对船舶运动的影响可用舵进行控制.     

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.     

基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制

设计一种基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制器,实现船舶在大幅度改向操纵运动中航向准确快速跟踪控制.在采用Bech船舶操纵运动数学模型精确描述船舶大幅度改向运动性能的基础上,利用反演法设计航向改变控制算法,引入积分控制环节消除模型参数不确定性和风、浪、流等干扰影响,借助Lyapunov稳定性定理证明控制系统渐近稳定.对实船的仿真对比可知,本文设计的船舶航向控制器性能优越,控制舵角合理,控制输出航向对本船参数摄动及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性.     

基于改进灰狼优化的开关磁阻风力发电最大功率点跟踪控制策略

以中小型开关磁阻风力发电机为研究对象,针对发电过程中,在不同风速条件下最大功率点跟踪控制快速性和准确性的需求,提出一种基于自适应加权灰狼优化PID算法的最大功率点跟踪控制策略。当外界风速发生变化时,根据实时风速计算出风力机最佳转速,其与实际转速的差值作为加权自适应灰狼优化PID控制算法的输入,作为转速闭环的PID控制参数,从而输出电压脉宽调制的最优占空比,实现变风速下的最大功率点跟踪控制。仿真结果表明,与传统PID控制相比,自适应加权灰狼优化PID算法能够在风速变化情况下,更加快速准确地实现最大功率点跟踪控制。     

一种新型手持式测风装置

介绍了一种手持式测风装置,其内部三轴加速度传感器用来测量船舶的横摇及纵摇摆信息,并通过相关算法来修正测量的风速风向值,利用内部GPS模块中航速、航向信息与测量的合成风通过矢量运算得出真风速、真风向,气压模块与电子罗盘模块可以给用户提供不同的参数信息,为用户的使用提供了极大方便。     

基于免疫算法和参考模型的船舶航向自动舵设计

为解决常规比例-积分-微分(PID)控制超调问题,将参考模型应用于船舶航向自动舵,提出一种模型参考跟踪的船舶航向PID控制算法,使船舶航向跟踪参考模型输出.针对自动舵参数整定问题,提出一种动态免疫克隆选择优化算法,在进化过程中动态改变种群规模、克隆规模和变异参数,从而加快全局搜索速度和提高局部搜索精度,保证控制器性能可靠;也可根据不同的性能指标要求,整定相应的控制参数.实船仿真试验表明,系统超调得到有效抑制,控制参数能根据需要自动调节,控制效果令人满意.     

DMC-PID串级控制在CVT速比控制系统中的应用

通过分析CVT速比控制系统的结构及基本控制原理,确定该系统具有时滞弱非线性特性,论述了常规PID控制算法以及单一的DMC控制算法应用于该系统的局限性.针对这一问题,设计了DMC-PID串级预测控制算法,该算法将经过PID校正的速比控制系统作为广义的控制对象,用DMC预测算法在线滚动优化控制参数,在优化过程中利用实测信息不断进行反馈校正,充分发挥DMC算法的超前预测性和强鲁棒性以及PID控制算法的抗干扰能力.台架实验结果表明,与常规的PID算法相比,该算法能有效减小速比跟踪过程中的波动,超调量由14%下降为4%,过渡时间由6 s缩短为4.5 s,提高了系统的动静态性能.     

基于单目视觉的智能寻迹小车设计与实现

目的研究基于单目视觉的智能小车循迹运动控制技术。方法通过HQ7620数字摄像头采集路径信息,采用快速OTSU自适应阈值算法获取路径引导中心线,计算并获得小车移动方向和速度控制参数,用PID算法对小车的舵机和直流电机进行闭环控制。结果设计并实现了一种以MC9S12XS128单片机为核心控制模块的智能循迹小车系统。实验结果表明,该智能循迹小车能够沿预设的引导线快速而稳定地行驶。结论设计方案简单可靠,具有较好的动态性能和鲁棒性,可应用于小型智能自主移动机器人的视觉导航控制。     

基于人体姿态信息的下肢康复机器人运动控制技术

针对下肢运动功能障碍患者术后康复训练辅助设备的跟随控制问题,本研究提出一种基于人体姿态信息的下肢康复机器人运动控制方法。根据康复机器人的结构特性和功能要求,建立机器人运动数据信息采集系统和下肢康复机器人的运动学模型;构建机器人平台上的人体姿态行为信息采集传感器系统,通过分析位移传感器所采集的数据,得到表征人体姿态行为变化的相关信息,经上位机计算生成康复机器人的期望跟随速度;同时,基于模糊PID控制算法设计了跟随控制器。通过仿真和实验验证该控制算法能够有效减小机器人实时跟踪使用者运动过程中的误差,实现康复机器人对人体运动姿态良好的跟随效果。     

智能车辆速度跟随控制算法的仿真研究

针对汽车动力学速度控制的强非线性特性,基于预瞄-跟随理论,建立了车辆速度控制过程中的速度跟随运动模型;并提出了智能车辆速度跟随的控制算法。在PreScan和matlab/simulink的联合仿真中,实现了车辆的速度跟随控制;并对速度变化过程中速度跟随控制算法的性能进行了仿真验证。结果表明,车辆基本可以跟随参考速度行驶,并且可以实现自动减速停车。     

基于遍历算法的巡航清漂船控制系统

针对大量漂浮垃圾不能进行高效快速清理的现状,研究了基于开放水域遍历算法的小型自动巡航清漂船控制系统,并提出了融合磁力计位置误差补偿算法、GPS( Global Position System) 方位角与距离算法和Boustrophedon算法的开放水域遍历算法,同时引入闭环控制对清漂船运动控制系统性能进行优化。系统由GPS 传感器以及电子罗盘传感器实现位置以及系统姿态信息的获取,经开放水域遍历算法处理后控制清漂船行走路线实现自主导航。利用PID( Proportion Integral Differential) 控制算法控制船体推进执行机构,有效减少了边缘越界情况的发生。通过仿真实验验证了所提遍历算法的有效性,并在此基础上开展实物测试,结果显示该系统在63 m2 的多边形水域遍历覆盖率可达95%,可实现对小型水体漂浮物的高效清理,在水体清漂领域具有广阔的应用前景。     

基于改进灰狼算法的自动导航小车控制策略

针对灰狼算法(grey wolf optimizer, GWO)易陷入局部最优、后期收敛速度慢等问题,通过引入改进Tent混沌映射反向学习策略和非线性收敛因子,并加入差分进化的变异、交叉、选择操作,提出一种改进的差分灰狼优化算法(improved differential evolution grey wolf optimizer, IDE-GWO)。将改进算法应用于优化自动导航小车(automated guided vehicle, AGV)的比例积分微分(proportion integration differentiation, PID)控制参数,并与其他几种算法进行对比。Simulink仿真实验结果表明：该改进算法优化PID参数的控制效果明显优于其他智能优化算法,能够有效地提升AGV轨迹跟踪性能,使得AGV实际轨迹能较好拟合目标轨迹。