交流随动系统的模糊控制研究

结合模糊控制理论,针对雷达的交流伺服系统,提出了随动系统模糊控制器的设计方法。实际结果表明,该模糊控制器作用于随动系统时,在跟踪性能及控制的鲁棒性等方面均取得籽令人满意的效果。     

基于模糊自适应PID的随动系统设计与仿真

研究随动控制系统优化问题,常规PID控制器参数调试凭经验,导致系统性能不高。为了提高系统快速性和稳定性,提出并设计了模糊自适应PID控制器,可以对参数进行在线修正以使系统性能最优。可采用经验法调试的常规PID参数为初值,再用模糊化和近似推理等对参数进行在线修正,从而使系统性能达到最优。既具有模糊控制灵活性和适应性强的优点,又具有PID控制精度高的优势。通过设计模糊自适应PID控制器,以某二维随动转台系统为对象,在MATLAB环境中进行了仿真,并与常规PID控制器的性能进行了对比,结果表明模糊自适应PID控制器的响应特性优于传统的PID控制器,响应速度更快,稳态精度更高,为随动系统优化设计提供了依据。     

定向战斗部随动系统新型模糊-PID复合控制

针对随动定向战斗部随动系统工作中存在的非线性与随机干扰问题,普通的PID控制器和模糊控制器不能满足快速性与适应性的要求,基于模糊自整定PID参数控制器与模糊-PID切换控制器,提出了一种新型模糊-PID复合控制算法,控制前段利用模糊控制加快控制速度,后段利用模糊逻辑整定PID参数提高精度与自适应能力;仿真结果表明,采用这种新型模糊-PID复合控制算法能够保持跟踪精度,减少调节时间,加快系统跟踪速度,减小切换冲击,提高抗干扰能力。     

基于改进模糊PID位置随动系统控制

针对直流有刷电机在使用传统模糊PID控制器进行位置随动控制时,由于负载转矩变化导致系统跟随性能下降以及负载转矩未知的问题,提出了基于负载观测器的改进模糊PID控制器代替传统模糊PID控制器,在传统模糊控制结构的基础上增加负载观测器,实时观测系统负载转矩,并利用负载转矩实时调节系统控制器参数,提升了系统在负载转矩突变时的位置跟随能力。仿真结果表明：负载观测器能实时、准确地观测负载转矩,改进模糊PID控制器对负载扰动有较强的抑制能力,并有效减小了系统的调节时间和稳态误差。     

自适应模糊自抗扰控制器的研究与设计

针对普通PID在实际工程控制中参数整定难,抗干扰能力差的问题,设计了一种基于模糊控制原理的改进型自抗扰控制器.该控制器充分结合了模糊控制器和自抗扰控制器的各自优势,并对其进行了随动系统的仿真.仿真结果表明,该控制器可设计成为一个响应速度快、静差小的控制系统,与经典PID控制器在同样的系统中比较,自适应模糊自抗扰控制有较好的控制性能.     

参数自调整PID模糊控制器及在数字随动系统中的应用

结合传统PID的控制原理，介绍一种参数自调整的PID模糊控制器。开发了一套能在线调整PID参数的模糊控制方法的软件，并分别将它和传统的PID控制器作用到数字随动系统中。对二者的控制结果进行了比较。实验结果表明，参数自调整PID模糊控制器使系统稳态性能优良，并能提高控制精度。     

基于Quanser仿真平台的滚珠和梁控制系统研究

滚珠和梁控制系统是基于加拿大Qusnser公司含实物实时仿真平台研究位置随动系统的一套装置。该系统的核心是设计系统的控制器，使其控制梁上滚珠跟随已知滚珠运动。该文介绍了系统的组成，建立了系统的数学模型，并设计了系统的控制器。控制器采用传统PID控制和模糊自适应PID控制两种控制方案。最后经仿真验证，模糊自适应PID控制与传统PID控制相比，具有超调小、鲁棒性强等优点，对该系统可行。     

模糊PID控制器在微重力系统中的应用

为迭到吊丝随动系统的性能要求，根据拉格朗日方程建立系统四自由度动力学模型，提出实时改变量化因子以改善模糊PID控制算法，在此基础上加以仿真。通过实时对PID控制器的比例参数、积分参数、微分参数以及模糊控制器参数的在线调节，实现对系统响应曲线的优化。结果表明，该算法可以有效提高系统的反应速度，抑制超调，效果显著。     

自调整模糊PID位置控制器设计

针对一种新型的随动系统-数字交流随动系统的位置控制器的控制方式进行研究,将模糊控制理论和自调整控制与PID控制有机的结合起来,重点讨论了自调整模糊PID位置控制器的原理及设计,采用模糊控制理论对控制过程的进行控制,应用自调整控制对系统参数进行在线调整,以保证控制过程的平滑性,并结合PID控制方法,试验结果表明.该控制既能保证系统的平稳过渡,又具有较好的跟随性和快速性.     

变负载随动系统的新型控制方法研究

变负载的随动系统在自动化武器装备领域中应用日益广泛,然而常规的PID控制器不能满足变负载情况下的高精度要求.为实现变负载条件下的高精度随动控制,提出运用两种新型控制方法,即自适应逆控制和自抗扰控制器.自适应逆控制和自抗扰控制器控制思想新颖,应用在随动系统的速度环控制中,对系统的内扰和外扰有良好的消除和抑制作用.通过仿真研究表明,与常规PID控制器相比,自适应逆控制和自抗扰控制器对随动系统速度环的变负载控制的性能良好,是实现高性能的变负载随动系统的有效方法.     

Coordination control for bilateral teleoperation with kinematics and dynamics uncertainties

The coordination control design problem for the master–slave system is addressed in this paper. In order to meet the actual work condition, we assume that the master works in a laboratory, the slave works in remote side where the environment is very complex, and the master and slave are in different sizes. Three problems are needed to be solved: system dynamics uncertainties, system kinematics uncertainties, and the asymmetric time-varying delays. The new task-space based Proporation plus damping (P+d) controller and adaptive fuzzy P+d controller are proposed for the master and the slave, respectively. By choosing proper Lyapunov functions, we have proved that the synchronization errors converge to zero asymptotically with the new controllers. The delay-dependent stability criterion is derived. With the given parameters, the proposed allowable maximal transmission delay can be computed. Finally, the simulations are performed to show the effectiveness of the proposed method.     

不确定Van der Pol混沌系统的模糊同步控制

本文研究了不确定Van der Pol混沌系统的同步问题,并进行了基于规则的模糊逻辑控制器(FLC)的控制。首先寻找主从Van der Pol混沌系统满足Lyapunov稳定性理论的条件,在此基础上建立模糊规则,设计模糊控制器,实现不确定混沌系统的同步。通过不确定VanderPol混沌系统的两组仿真结果,验证了模糊同步控制方法具有很好的鲁棒性。最后为了进一步验证该方法的有效性,本文在相同条件下,利用反馈控制的方法实现不确定主从VanderPol混沌系统的同步,然后再将此方法的仿真结果与本文的模糊同步控制方法的仿真结果在稳态误差及同步所需时间这两个方面进行对比分析。分析结果验证了本文同步方法的可行性及有效性。     

Neuro-fuzzy position control of demining tele-operation system based on RNN modeling

The paper considers the neuro-fuzzy position control of multi-finger robot hand in tele-operation system—an active master–slave hand system (MSHS) for demining. Recently, fuzzy control systems utilizing artificial intelligent techniques are also being actively investigated in robotic area. Neural network with their powerful learning capability are being sought as the basis for many adaptive control systems where on-line adaptation can be implemented. Fuzzy logic on the other hand has been proved to be rather popular in many control system applications providing a rule-base like structure. In this paper, the design and optimization process of fuzzy position controller is supported by learning techniques derived from neural network where a radial basis function (RBF) neural network is implemented to learn fuzzy rules and membership functions with predictor of recurrent neural network (RNN) model. The results of experiment show that based on the predictive capability of RNN model neuro-fuzzy controller with good adaptation and robustness capability can be designed.     

Control and synchronization of chaotic systems using a novel indirect model reference fuzzy controller

This paper presents a robust indirect model reference fuzzy control scheme for control and synchronization of chaotic nonlinear systems subject to uncertainties and external disturbances. The chaotic system with disturbance is modeled as a Takagi–Sugeno fuzzy system. Using a Lyapunov function, stable adaptation laws for the estimation of the parameters of the Takagi–Sugeno fuzzy model are derived as well as what the control signal should be to compensate for the uncertainties. The synchronization of chaotic systems is also considered in the paper. It is shown that by the use of an appropriate reference signal, it is possible to make the reference model follow the master chaotic system. Then, using the proposed model reference fuzzy controller, it is possible to force the slave to act as the reference system. In this way, the chaotic master and the slave systems are synchronized. It is shown that not only can the initial values of the master and the slave be different, but also there can be parametric differences between them. The proposed control scheme is simulated on the control and the synchronization of Duffing oscillators and Genesio–Tesi systems.     

直升机的TSK模糊控制

针对直升机动力学为非线性的特点,且存在不确定因数和状态变化,利用线性控制很难得到好的控制结果,提出利用TSK(Takagi-Sugeno-Kang)模糊系统控制小模型直升机.所设计的TSK模糊控制器是一个基于TSK模糊模型的非线性控制器,能保证闭环控制系统的稳定性.直升机数学模型中线性部分设计状态反馈控制器非线性部分先求TSK模糊模型,然后设计TSK模糊控制器.仿真和实验结果表明,所设计的TSK模糊控制器比线性控制器对直升机控制具有良好的动态响应和稳定性,是一种非常有效的控制方法.     

A Neuro-interface with fuzzy compensator for controlling nonholonomic mobile robots

This paper describes a control method for mobile robots represented by a nonlinear dynamical system, which is subjected to an output deviation caused by drastically changed disturbances. We here propose some controllers in the framework of neuro-interface. It is assumed that a neural network (NN)-based feedforward controller is construcetd by following the concept of virtual master-slave robot, in which a virtual master robot as a feedforward controller is used to control the slave (i.e., actual) robot. The whole system of the present neuro-interface consists of an NN-based feedforward controller, a feedback PD controller and an adaptive fuzzy feedback compensator. The NN-based feedforward controller is trained offline by using a gradient method, the gains of the PD controller are to be chosen constant, and the adaptive fuzzy compensator is constructed with a simplified fuzzy reasoning. Some simulations are presented to confirm the validity of the present approach, where a nonholonomic mobile robot with two independent driving wheels is assmued to have a disturbance due to the change of mass for the robot.     

卡车的TSK模糊控制

针对在保证一定精度的条件下,要求一次性完成卡车的倒车的情况,利用TSK (Takagi-Sugeno-Kang)模糊系统控制卡车,在TSK模糊控制器作用下让卡车从任意的初始位置一次性倒车到指定的位置。在卡车数学模型中,线性部分设计线性状态反馈控制器,非线性部分先求TSK模糊模型,然后设计基于TSK模糊模型的TSK模糊控制器。它是一个非线性控制器,可保证闭环系统的稳定性。仿真实验结果表明,所设计的TSK模糊控制器对卡车的倒车控制是非常有效的。     

模糊遗传在Profibus网络型PID控制器的应用

针对电加热炉被控对象的大延迟、模型不确定性,着重研究和设计了一种基于Profibus-DP网络结构的新型PID控制器。提出一种在现场总线环境下基于模糊遗传自适应PID的算法设计。使Profibus-DP从站和复合模糊自适应PID算法相结合构成了网络型模糊遗传自适应PID控制器,以实现PID参数的快速在线自动调整功能。并用MATLAB进行仿真,同时通过三路电加热炉实验证明。该PROFIBUS现场总线通信系统中PID控制器工作稳定,控制效果显著,优于常规PID控制器。     

基于单片机的野外作业移动库房安防系统设计

介绍了一种野外作业移动库房安防系统的设计和实现方案。该系统以C8051F120单片机为主控制器,以STC89C52单片机为从控制器,以热释电红外感测器D203S为核心构成人体检测模块,以烟雾传感器MQ-2为核心构成烟雾检测模块,采用CRM2400TNC无线模块实现主、从控制器之间的通信,可实现库房内人员监测、烟雾检测以及库房物品进出情况监测及报警功能,且只有输入正确的密码才能关闭报警系统。测试结果验证了该系统的有效性和可靠性。     

基于TwinCat的控制器在液位控制中的应用

介绍一种基于TwinCat控制平台的水箱智能控制系统,用以提高化工生产中水罐液位的控制速度.该系统主要利用TwinCat控制平台,完成下位机与上位机的数据通信;采用自学习模糊控制和PI控制相结合的智能控制算法.用VC++语言完成控制算法程序,采集下位机的监控数据,改变模糊控制规则,实现对水箱的液位控制.另外,通过编程完成了上位机监控界面的设计.实验结果表明,与模糊控制或PI控制相比,该设计控制效果较好,证明了算法的有效性.