基于模糊控制的卫星大角度姿态机动控制方法研究

本文设计了一个典型Mamdani类PD型模糊控制器来研究卫星大角度姿态机动控制问题。卫星姿态机动控制要求控制系统响应快、具有较强鲁棒性。模糊控制器的设计十分灵活,在控制性能方面有自己突出的特点。通过仿真,考察了模糊控制器的隶属函数在各种参数下的不同控制性能,与一个传统I/O解耦PID控制器的控制效果进行比较,并验证了模糊控制器的鲁棒性。仿真结果证实模糊控制用于姿态机动控制有良好的效果。     

基于自适应反步法的无人机容错控制

针对四旋翼飞行器控制系统执行器发生乘性故障的问题,基于自适应反步法设计了容错控制器。针对“X”型飞行器进行动力学建模,将四旋翼飞行器的数学模型分为姿态角通道和高度通道。对这2个通道分别建立一系列自适应律来在线估计故障因子,以补偿执行器故障给系统带来的影响,实现无人机系统的容错控制。通过MATLAB仿真实验,验证了这种基于反步法的自适应容错控制的有效性。     

模糊自适应PID控制在水族箱恒温系统中的控制研究

针对水族箱加热控制系统具有温度滞后、非线性,加热装置实时性差等问题,提出一种模糊自适应PID控制方法。该方法结合了传统PID控制和模糊FUZZY控制算法,根据自定义的模糊规则实现PID参数的在线寻优,实现参数的最佳匹配;利用Matlab中的Simulink功能建立水族箱水温系统模型进行仿真分析。Matlab/Simulink仿真结果显示,模糊自适应PID控制较传统PID控制具有更好的响应速度和鲁棒性,为水温控制系统提供了新的控制策略。     

具有横倾抑制功能的船舶PID微分补偿航向控制

为改善船舶航向自动舵性能和减小船舶转向时的横倾幅度,提出一种基于模糊逻辑控制和滑模PID微分补偿的船舶航向保持控制策略。分析PID控制的积分超调问题和船舶转向时的横倾特点。对PID控制进行滑模变形,并引入微分项对PID控制的积分项进行补偿以消除积分超调。以横倾角和横倾角速度为输入设计模糊控制规则,对滑模PID微分补偿控制器参数进行调节以减小转向时横倾角。以集装箱船"MV KOTA SEGAR"MMG模型为控制对象进行MATLAB仿真。仿真结果表明:该控制器能够减小船舶转向时的横倾幅度,最大横倾抑制率可达71%;解决了PID控制的积分超调问题,具有参数易调节等特点。     

基于PLC的模糊PID船舶自动舵

为提高船舶操舵控制系统的性能,用比例微分积分(Proportion Integration Differentiation,PID)参数模糊自整定算法,改进S7-200 PLC的PID参数自整定继电反馈算法的缺点,设计基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)的模糊PID船舶自动舵.仿真结果表明,基于PLC的模糊PID船舶自动舵具有较好的快速性、鲁棒性和稳定性.     

船舶空调热舒适控制策略

针对传统船舶空调PID控制动态性能和抗干扰能力弱的缺点,设计一种将PID控制与模糊理论相结合的模糊PID控制。利用MATLAB,分别对传统的PID控制、模糊控制和模糊PID控制进行仿真比较,发现模糊PID控制具有控制精度高、超调小、波动小、动态响应快的特点。船舶航行于复杂的环境中,舱室内热舒适温度随着外界环境变化需不断调整,对船舶空调温度控制系统采用模糊PID控制可以精确、快速地使船舶舱室达到热舒适的状态。     

一种基于PD与模糊复合控制的船舶航向变结构控制器

对一种PD控制器和模糊控制器有机结合的船舶航向复合控制方法进行了研究。该方法利用PD控制器的快速性和模糊控制器的鲁棒性进行船舶航向控制,以解决PID控制器在高频干扰下难以保持航向以及普通模糊控制器不能同时兼顾大角度转向控制和小角度航向保持性能要求这两个问题。文中论述了系统结构和控制方法,仿真试验证明了该方法的合理性和有效性。     

同步发电机线性多变量与PID结合的励磁控制

提出一种用于同步发电机新型励磁控制方法———PID 线性多变量反馈励磁控制器.该控制器将PID的调节输出和线性多变量反馈励磁控制器的输出进行综合.针对单机无穷大系统运用微分几何精确反馈线性化理论进行线性多变量励磁控制器的设计,设计方法简单.Matlab/Simulink仿真结果表明该励磁控制器在提高电力系统的稳定性以及稳定机端电压方面比线性多变量励磁控制器和常规PID控制器更有效.     

模糊免疫自适应PID控制在封水泵流量控制中的应用

为提高封水泵流量控制的智能化、稳定性和高效性,在分析封水泵工作原理的基础上,设计一种基于西门子的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的模糊免疫自适应比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制器.利用MATLAB对控制器仿真,结果表明该控制器具有较好的快速性、鲁棒性和稳定性,实际控制效果良好.     

模糊-PID控制在隧道窑温度控制系统中的应用

针对传统PID控制在隧道窑温度控制中自适应差、非线性、较大惯性、控制精度低等缺点,难以建立精确和确定的数学模型,影响控制参数的调整。而且常规PID的控制方式存在参数与被调参数耦合的情况,使得PID参数整定复杂,控制速度慢,系统超调量大。文中的模糊PID控制器总结操作经验,自然表述控制策略,无需建立精确的数学模型,结合PID的控制的确定性和模糊控制的智能性,采用模糊推理的方式实现PID控制参数的在线整定和优化,模糊控制适用于解决非线性系统的问题。隧道窑温度系统利用模糊-PID控制,通过控制变频电机调整燃气和助燃空气流量的大小来实时调整隧道窑的温度。在MATLAB中利用Fuzzy逻辑工具函数建立温度实验仿真模型,结果表明模糊PID控制实现了调节时间短、超调量小、使得控制系统稳定,克服了传统PID控制的缺点。     

多旋翼无人机微多普勒特性分析与特征提取

针对多旋翼无人机目标的识别问题，提出一种基于伽柏（Gabor）变换的瞬时频率估计与快速傅里叶变换（FFT）相结合的微多普勒特征提取算法。首先建立多旋翼无人机旋翼回波模型，并通过仿真分析叶片数目、旋翼转速和初始相位等参数对微多普勒特征的影响，利用Gabor变换得到时频特征。在此基础上通过瞬时频率极大值法提取微多普勒频率，并对瞬时频率采用FFT提取旋翼数和转动频率，从而获得叶片长度估计值。实测数据验证了该算法较为准确地提取无人机的微多普勒参数。     

水轮发电机励磁系统非线性PID控制器设计与研究

根据工程实践经验,提出了一种简单实用的非线性PID控制器用于水轮发电机励磁控制,描述了非线性PID励磁控制器的结构与算法,并在SIMULINK环境中进行仿真,说明这种非线性PID控制器具有较好的动静态特性。     

模糊控制技术在双容水箱液位控制中的应用研究

通过建立系统的组态工程和开发组态画面,根据模糊PID控制规则编制MCGS模糊控制脚本程序,将模糊控制方法应用到双容水箱液位控制系统,并通过系统实时曲线显示结果验证了算法的控制效果.结果表明,模糊PID控制器的设计方案是成功的,液位控制系统不仅具有良好的动、静态品质,而且具有较强参数时变的适应能力.     

一种基于强化学习的在线神经模糊控制系统

为了实现基于非训练数据的神经模糊控制器的在线学习,提出了一种基于强化学习的神经模糊控制系统和相应的学习算法.该控制系统由神经模糊预测器和神经模糊控制器两部分组成,其中,神经模糊控制器采用基于确定度的模糊规则模型作为知识表示形式的扩展型神经模糊网络.在学习算法的设计中,尝试了利用强化信号得到输入状态的“期望输出”,进而将强化学习转化为基于训练数据学习的解决思路.仿真实验验证了所提出的控制系统结构和学习算法的合理性和可行性.     

模糊PID控制及其进展

模糊控制(Fuzzy Control)和PID控制技术相互取长补短、相互融合而形成的模糊控制PID技术,可显著提高控制系统的品质,并已在实际系统的控制中得到了应用和验证。文章首证述了近年来出现的几种模糊PID控制器的结构和原理,并对它们各自的优点和存在的问题进行了分析和总结,对模糊PID控制技术进行了展望。     

基于自适应模糊PID控制的气缸定位

气缸在低速运动时会出现抖动现象,即爬行现象,这严重地影响了系统稳定性和定位精度。为了提高系统性能,针对气动位置控制的非线性特征,提出了基于自适应模糊PID控制的气缸定位控制系统。通过建立气缸的数学模型,基于simulink分别采用PID、模糊控制和自适应模糊PID控制对气缸运动控制进行了仿真研究,仿真结果表明:自适应模糊PID控制系统结合了模糊控制和PID控制的优点,减小了气缸爬行现象对位置控制精度的影响。     

船舶混合动力系统双向DC/DC变换器模糊PID控制

为提高船舶混合动力系统中双向DC/DC变换器的性能,通过分析混合动力系统工作模式,设计出船舶混合动力系统双向DC/DC变换器仿真模型.基于此,提出该变换器模糊PID控制方法.采用单个模糊PID补偿环节实现了Bi Buck/Boost DC/DC变换器的稳定输出.仿真结果表明：模糊PID控制能有效提高系统抗干扰能力,保证双向DC/DC变换器具有良好的动态性能和稳态性能.     

数字PID控制器的硬件优化设计

研究了PID控制器的数字电路实现方法. 通过对数字PID算法进行流水线设计,提高了算法运行效率;通过对加法器和乘法器采用有符号二进制小数操作,减小了电路面积. 该算法在Actel AFS600芯片上实现,仿真结果表明了该方案的可行性和有效性.     

未知环境中无人机实时导航的人工势场方法

针对无人机在未知环境中的实时避障,提出一种局部规划方法。该方法根据传感器实时探测到的障碍点信息,随时构建出一个狄利克雷边值问题。采用有限差分法求解该问题,即得到一个局部地图的拉普拉斯势场。随着传感器信息的更新,不断更换新构建的势场。这种构建势场的方法对各种障碍物形态适应程度高,且势场中不存在局部极小点。以势场的负梯度方向作为参考方向,并以此生成参考速度,采用 PID 控制器进行速度跟踪以实现无人机的自主导航。最后,使用 MATLAB 进行不同场景下的仿真实验,结果表明本方法可以有效实现无人机在不同未知环境下的实时避障导航。     

基于模糊-PID复合控制算法的电机转速控制

针对异步电动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,设计了基于模糊-PID复合控制算法的电机调速系统。应用以DSP为控制器的电机转速控制系统对其进行实验,结果表明模糊-PID复合控制算法可达到快速实时跟踪速度变化、无超调、稳态精度高的效果。