变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究

为提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性,提出一种基于变论域理论的自适应模糊PID汽车主动悬架控制策略,将自适应模糊PID和变论域的在线调整整合在一起,采用变论域模糊控制实现控制系统输入输出论域的自整定,提高控制精度;采用自适应模糊PID控制,提高系统的动、静态特性,形成更优的悬架控制方法。研究结果表明,变论域自适应模糊PID控制主动悬架较传统模糊控制以及模糊PID控制的主动悬架能够更有效的克服路面冲击,减少汽车垂直方向的振动,进一步提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。     

大弹性负载伺服系统变论域双模糊控制

为解决大弹性负载伺服系统在低速和换向时存在的冲击和振动问题,提出一种基于负载力反馈的变论域双模糊控制算法。以拥有大弹性负载的液压伺服系统为对象,针对在最大负载处反向扭转时容易出现冲击的特点,采用负载力反馈进行补偿。同时,针对负载力随弹簧刚度和液压缸杆位移变化而变化的特点,提出变论域双层模糊控制算法。第一层模糊控制器以负载反馈作为输入,以第二层模糊控制器输出论域的伸缩因子作为输出,结合以误差反馈为输入的第二层模糊控制器,形成更加适合大弹性负载的控制方法。仿真和试验结果表明,提出的控制方法能够有效地解决伺服系统在大弹性负载下的换向冲击以及振动等问题,并且拥有良好的控制效果。     

变论域模糊自整定PID内模控制在主汽温控制系统中的应用研究

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1／1pade级数逼近纯滞后环节,将内模控制转换为常规PID控制器的参数的整定,运用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内模控制。它充分综合了变论域模糊控制、内模控制、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内模控制的控制效果优于常规的PID串级控制,它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。     

基于模糊自抗扰控制在电动汽车PMSM位置驱动系统研究

为实现电动汽车用PMSM转速快速响应和强鲁棒性,本文提出一种基于模糊自抗扰的电动汽车PMSM驱动控制系统,将模糊控制与自抗扰控制结合,将位置反馈作为控制器反馈信号,结合自抗扰控制器中状态变量估计和微分之间的误差,建立误差的模糊规则控制表,进行去模糊化之后得到误差精准的控制量,并通过对非线性误差状态反馈控制率的误差比例系数、微分系数、积分系数进行自适应调节,实现对扰动量的补偿控制,增强电动汽车PMSM驱动系统的抗扰动能力。     

基于变论域插值模糊PID控制系统的研究与应用

针对压剪试验机电液伺服压力系统的非线性和参数时变特性,研究设计了一种基于变论域插值模糊PID控制器。采用论域收缩方法和矩形域上二元函数分片双一次插值技术,解决了一般PID参数自调整方法易陷入对某一工作点的局部优化的问题,保证了系统控制参数的全局最优性,并且解决了模糊控制器在既定规则下无法保障高精度的问题。给出了基于变论域插值模糊PID的压剪试验机压力控制系统的设计过程。现场试验结果表明,变论域插值模糊PID控制的效果优于常规模糊PID控制,采用变论域插值模糊PID控制方法更能保证系统的全局稳定性以及控制精度,能有效的克服稳态误差和颤振现象。     

轴向主动磁轴承的模糊自抗扰控制

为了实现轴向主动磁轴承的准确和稳定控制,根据模糊控制理论和自抗扰控制(ADRC)理论,设计了轴向主动磁轴承模糊自抗扰控制系统,采用模糊控制器整定ADRC中非线性控制参数,并且给出了其控制算法和控制系统的结构.利用软件Matlab/Simulink对所设计的控制系统进行了仿真研究,仿真结果表明:所设计的轴向主动磁轴承模糊自抗扰控制系统具有响应速度快、超调量小、抗干扰能力强和鲁棒性好等特点.     

基于改进自抗扰的永磁同步电机矢量控制系统研究

为了解决永磁同步电机矢量控制系统中转速外环PI控制器易受扰动干扰、鲁棒性不强、动态响应速度慢的问题，提出一种将一阶线性自抗扰与模糊控制相结合，对系统的转速外环进行参数整定的方法。对于一阶线性自抗扰控制器中误差状态反馈的补偿系数，引入模糊控制对其在线整定。分别对改进自抗扰、传统工程经验整定PI的电机调速性能进行仿真比较。结果表明，提出的控制方法具有减小超调量和增强鲁棒性的优势，证明了改进方法的优越性。     

航空遥感惯性稳定平台模糊/PID复合控制

为提高航空遥感惯性稳定平台控制系统稳定精度和扰动抑制能力,在常规PID控制的基础上设计了一种模糊控制与PID相结合的复合控制算法,分别应用于稳定平台横滚框及俯仰框系统进行实验验证。在三环控制系统位置环中将模糊控制与PID控制方法结合使用,并引入变论域思想,建立模糊/PID复合控制器,满足输出偏差变化不同时刻对PID参数整定的要求。通过模糊控制器实时调整PID参数,使系统具有良好的动、静态特性,实现多源扰动下惯性稳定平台的高稳定精度控制。分别通过仿真和静动态实验对方法进行分析和验证。实验结果表明:与常规PID控制及单纯模糊控制相比,模糊/PID复合控制器具有优越的扰动抑制能力和高稳定精度。相对传统PID控制,横滚框和俯仰框的静态均方根误差(RMS)值分别下降51%和73%、动态RMS值分别下降约20%和30%。     

变论域模糊PID在空压机控制中的应用研究

传统的模糊控制精度较低，往往会对模糊自适应PID的控制效果产生消极的影响。于是基于新型伸缩因子的变论域模糊自适应PID控制方法成为近年来的新兴研究方向，该方法以简单函数作为伸缩因子，计算量小，且控制精度较高。本文针对空压机输出压力的变化设计了以压力差及其变化率为输入，以压缩机电机频率为输出的变论域模糊PID控制器，具有一定的参考价值。     

基于蝗虫优化算法变论域模糊PI的PMSM矢量控制

永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性和变参数的复杂控制对象,采用传统的PI控制很难满足现代工业的控制要求。为了获得较好的控制性能,在标准模糊PI控制的基础上,提出了一种蝗虫优化算法和变论域模糊PI相结合的控制方法。首先,介绍了蝗虫优化算法和变论域模糊PI控制的基本原理;然后,阐述了蝗虫优化算法变论域模糊PI转速控制器的设计过程,根据系统偏差在线调整模糊控制的论域;最后,搭建了基于dSPACE的永磁同步电机矢量控制系统的半实物平台,对提出的控制方法进行了实验验证。结果表明,相比于标准模糊PI控制,所提出的控制方法提高了系统的动态响应速度和鲁棒性。     

基于MATLAB的倒立摆模糊自适应PID控制研究

针对一级倒立摆系统中存在的非线性和不确定性因素,仅仅采用PID控制系统的输出会产生较大的超调问题,将模糊控制与PID控制相结合,在系统运行过程中不断修改PID控制器的参数,构成模糊自适应PID控制器。仿真结果表明:模糊自适应PID控制能有效改善系统的动态性能,同时提高系统的抗扰性。     

变论域模糊PID磁悬浮轴承控制系统仿真

磁悬浮轴承具有非线性、数学模型不确定的特点,传统PID控制及模糊PID控制算法不能很好地满足磁悬浮轴承控制系统的要求;针对这个问题,结合变论域的思想方法,提出了变论域模糊PID算法———通过选择合适的伸缩因子实现论域的收缩,即增加了模糊控制规则,从而提高控制精度;在SIMULINK环境中对磁悬浮轴承控制系统进行仿真分析,验证了变论域模糊PID控制算法提高了控制精度,具有更小的超调,更快的调节速度,系统静态性能也有很大的改善。     

基于混沌鲸鱼算法的自抗扰永磁同步电机控制

针对永磁同步电机由于强耦合、非线性的特点,导致任何不确定性扰动都会直接影响控制系统性能的问题,设计了一种改进鲸鱼算法优化的二阶自抗扰控制器。通过采用混沌初始化策略改进鲸鱼算法优化自抗扰控制器参数。经过优化的自抗扰控制器的控制其性能有明显提高。仿真结果表明,该自抗扰控制器响应速度快,稳态误差小且无超调,对负载扰动具有良好的鲁棒性。     

污水处理过程多变量自适应变论域模糊控制

由于污水处理过程具有非线性、时变性和滞后性的特点，传统控制方法难以取得满意的控制效果。为了实现精确跟踪控制，提出了一种基于自适应变论域模糊控制(adaptive variable universe fuzzy control, AVUFC)的污水处理过程多变量控制方法，实现了溶解氧和硝态氮的底层回路控制。在AVUFC中，根据性能指标设计了基于自适应差分进化算法的伸缩因子调整策略，在线自适应调节模糊控制论域，降低工况变化对控制器性能的影响，提高控制器的动态性能和稳态精度。利用国际基准仿真平台BSM1进行实验验证。仿真结果表明，当入水流量和组分浓度发生剧烈变化时，所提出的自适应变论域模糊控制策略能够通过在线优化模糊规则以快速适应复杂工况；与PID控制、模糊逻辑控制、定式变论域模糊控制等方法相比，自适应变论域模糊控制在平稳性、抗干扰性和瞬态响应能力方面更具优势。     

电动助力转向系统双闭环模糊PID控制系统分析

电动助力转向系统(EPS)是机电结合的控制系统,电流PID控制是以目标电流和反馈电流为差值的闭环控制系统,模糊控制是以机械转向轴取差值的机电闭环控制系统,本文以力矩反馈环为外环,电流反馈环为内环,设计了一个双闭环控制系统.将模糊PD控制的输出作为助力目标值,然后进行电流PID控制,快速跟踪目标力矩. 经仿真模拟,双闭环模糊PID控制使电动助力转向系统具有更好的跟踪性和稳定性.     

基于自抗扰控制技术提高航空光电稳定平台的扰动隔离度

提出一种基于电流环的自抗扰控制新方法以进一步提高航空光电稳定平台的抗干扰能力。首先,利用电流环将硬件电路中复杂的电机模型简化为一阶模型,从而减小了由于参数过大噪声对扰动观测值的影响;然后,采用带宽单参数化的设计方法为简化后的一阶系统设计了扩张状态观测器及带扰动补偿的控制规律;最后,在飞行模拟转台中测试了自抗扰控制器对2.5Hz以内任意频率扰动的抑制能力,并与目前航空光电稳定平台中常用的平方滞后超前校正方法进行了对比。实验结果表明:与传统的平方滞后超前控制器相比,采用自抗扰控制器后系统的扰动隔离度至少提高了6.56dB;而且随着扰动频率大于0.5Hz,自抗扰控制器的扰动抑制能力更为明显,扰动隔离度最多可提高12.03dB。同时,自抗扰控制器具有很强的鲁棒性,允许被控对象参数在15%的范围内任意变化,可满足高精度航空光电稳定平台的性能要求,对提高航空光电稳定平台控制系统的抗扰动性能具有较高的实用价值。     

粒子群优化的变论域模糊 PI 机电作动器控制

为了提高飞机机电作动器的位置跟踪速度,克服传统 PI 算法参数调试依赖于人工经验的缺陷,提出一种基于粒子群优化的变论域模糊 PI 控制方法。首先根据机电作动器的结构与工作原理,建立永磁同步电机与机械传动部分的数学模型;然后根据电机控制系统建立机电作动器位置环变论域模糊 PI 控制模型;最后利用粒子群优化算法对量化因子、比例因子以及伸缩因子寻优并进行仿真验证。仿真结果表明,与传统 PI 控制和模糊 PI 控制相比,基于粒子群优化的变论域模糊 PI 控制方法在具备着传统模糊控制算法优点的同时,又能够根据偏差变化实时调整论域,改善系统的性能。     

航空光电稳定平台的自抗扰控制系统

对航空光电稳定平台模型进行分析并利用电流环简化了平台模型。阐述了影响平台稳定性的扰动及抑制扰动的方法,提出一种基于预报修正的自抗扰控制系统。首先,提出了一种预报修正方法,采用"先预报,后修正"的方法来减小扰动观测值的滞后和超调;然后,设计了基于二阶扩张状态观测器的自抗扰控制系统,对扰动进行线性化动态补偿;最后,在振动平台上对系统进行了速度稳定实验、目标跟踪实验和鲁棒性分析。结果表明,与经典的平方滞后超前控制方法相比,本文设计的控制方法对扰动的隔离度至少提高了5.88dB。另外,设计的系统具有很强的鲁棒性,在系统参数改变±15%的范围内,仍得到很好的控制效果。由于所设计的控制系统具有很强的实用性和鲁棒性,在工程实际应用中提高了航空光电稳定平台的抗扰动性能。     

自抗扰控制技术在风电变桨控制系统中的应用

研究了自抗扰控制技术在风力发电变桨距控制系统中的应用。首先介绍了风力发电机组的机理模型,然后介绍了自抗扰控制的基本原理。最后,设计了自抗扰控制器,并介绍了其参数整定方法,并应用在了风力发电的变桨距控制系统中。仿真结果表明这种方法可以有效抑制随机风扰动下电机转速偏差,实现恒功率控制。     

机车半主动悬挂系统模糊控制研究

模糊控制简单方便,硬件容易实现,在机车半主动悬挂控制中应用广泛,但普通模糊控制精度低,有必要采用改进型模糊控制方法.介绍机车半主动悬挂模糊控制系统结构及原理,并依照不同的模糊控制策略,重点讨论基于可调因子、变论域和进化算法优化模糊规则的三种改进型模糊控制方法特点及其局限性.最后,提出机车半主动悬挂模糊控制的发展方向.