基于模糊PID位置控制器的研究

介绍了电液位置伺服控制系统的组成和工作原理.传统PID控制器在受到外界干扰时,容易导致过大的超调甚至引起震荡,从而使得系统的动静态性能变差.针对此问题,设计了结合PID控制和模糊控制优点的模糊PID控制器.在MATLAB/Simulink环境下进行仿真,结果表明,与传统的PID控制器相比,该方法改善了系统的动静态性能,同时也提高了控制系统的鲁棒性和抗干扰性.     

一种工业机器人轨迹跟踪的自适应切换控制方法（英文）

针对机器人系统易受外部干扰及内部参数变化影响的问题,以设计具有良好跟踪性能及优良控制品质、保证系统稳定性和鲁棒性的控制器为目标,提出了一种自适应切换控制方法.该控制方法在系统干扰有界的条件下获得,包括PD控制器和自适应切换2部分.应用李雅谱诺夫稳定性理论证明了所提控制方法既能够保证机器人的跟踪性能,也可以适应变化的未知负载.以二连杆机器人为被控对象的仿真研究表明,所提出的控制方法有效可行,对系统负载的变化具有一定的鲁棒性.     

基于鲁棒控制的一种单电机并联式混合动力电动汽车的驾驶性改善方法(英文)

研究目的:改善一种单电机并联式混合动力电动汽车的驾驶性能。创新要点:1.建立面向控制器设计的系统模型,并且考虑系统参数的不确定性和CAN通讯延迟;2.设计基于mu综合的鲁棒控制器,减小了模式切换时车辆的冲击度,改善车辆的驾驶性能。研究方法:1.将发动机端和电机端的控制解耦,并对其进行单独的控制设计(图5、8);2.发动机端控制主要用于发动机调速,电机端控制主要用于补偿离合器转矩对传动系造成的干扰;3.控制器设计时采用前馈控制和鲁棒控制结合的方法。重要结论:通过采用鲁棒控制,使得一种单电机并联式混合动力电动汽车的驾驶性得到了改善。同时,在参数的不确定性和CAN通讯延迟的干扰下,整个系统依旧稳定运行且性能良好。     

污水处理系统溶解氧的BP-PID控制算法

针对污水处理系统中溶解氧含量波动较大难以控制的问题,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器设计方法,并根据BP神经网络的结构和特点优化了控制器参数。基于BP神经网络的PID控制器能根据系统状态在线调整PID控制参数,使系统误差保持在较小范围内,且能使系统受到干扰时快速恢复到稳定状态。以溶解氧含量为控制对象,分别对常规PID控制器和基于BP神经网络的PID控制器进行了大量仿真研究。仿真结果表明：基于BP神经网络的控制系统具有较好的适应性和鲁棒性,其控制品质优于常规PID控制器。     

厚度闭环的自抗扰控制

提出将自抗扰控制技术运用于测厚仪反馈型AGC系统,用来减弱厚度反馈时滞和外干扰给系统带来的不利影响。仿真结果证明基于该技术设计的控制器能有效地抑制干扰、减小时滞对板带出口厚度的影响,其控制性能优于常规的PID控制器,为提高带钢厚度的精度提供了一种新的解决办法。     

一类混沌系统基于观测器的滑模变结构反同步

利用滑动模态控制研究了含有不确定项的混沌系统的反同步问题,用极点配置原理设计的切换函数保证了带有非线性项的滑动模态混沌反同步,用指数滑模到达条件设计混沌反同步控制器,在该控制器作用下,滑动模态不受干扰的影响,系统有很好的鲁棒性和快速跟踪能力;切换函数的参数方便确定,所得结果保守性小.     

专家PID控制在跳汰机排料系统的实现及仿真

跳汰机排料系统具有非线性、大滞后且随机干扰严重的问题,而常规PID调节器进行排料系统的控制又存在控制器参数的选择及调整不便的缺陷,基于此,采用专家PID控制方法对跳汰机的排料控制器进行改造,Matlab/Simulink仿真结果表明,专家PID在响应速度、超调量、稳态精度等方面均优于常规PID。     

基于改进型BP神经网络PID控制器的温室温度控制技术

针对温室温度控制系统所存在的大惯性、非线性等问题,提出一种基于改进型BP神经网络PID控制器(BP-PSO-PID)的温室温度控制技术。该控制器由经典PID控制器及神经网络构成,通过神经网络的自学习、加权系数的调整,使系统输出最优控制下的PID控制器参数Ki,Kp,Kd,并利用粒子群算法作为其中神经网络的学习算法,实现了对神经网络的改进,有效克服了传统BP算法的收敛速度慢、存在局部极小值等问题。仿真实验表明:相对常规PID以及BP-PID,该BP-PSOPID控制器大大改善控制过程的响应速度、调节时间、超调量、误差等性能,且在加入干扰的情况下,该控制器的调节时间最短,波动最小,表现出更强的抗扰能力及适应性,从而大大提高温度控制过程的稳定性、精确性与鲁棒性。     

串联模糊PID控制的四旋翼无人机控制系统设计

针对四旋翼无人机飞行过程中遇到信号干扰时姿态控制性能变差的问题,设计了基于串联模糊自整定PID控制器。系统采用串级PID控制算法,在内环角速度控制器中加入了模糊自整定PID参数控制器,提高了系统稳定性和抗干扰能力。在无人机飞行控制实验过程中响应速度快,振荡幅度小,缩短了系统稳定的调整时间。在该实验系统的基础上开设了本科生开放创新实验——四旋翼无人机控制系统设计,有效提高了学生专业知识运用能力和创新能力。     

基于BP神经网络PID算法的水箱液位控制系统设计

针对水箱液位这样一个多干扰、大惯性、高度非线性系统控制性能优化较困难,传统的控制策略在控制精度、灵敏度以及系统稳定性均存在缺陷,充分利用神经网络具有非线性函数逼近能力,构造神经网络PID自整定控制器,在解决高度非线性和严重不确定系统方面具有较好控制能力.解决了传统PID控制算法难以保证系统在任何工况条件下始终具有最佳控制性能的难题.仿真结果表明,该控制能使系统达到较好的控制效果.     

基于遗传PID整定的感应电动机速度控制研究

感应电动机系统为多变量、强非线性、强耦合的复杂系统,如何对其转速进行有效控制一直是控制界研究的热点之一。文中提出了基于遗传算法的感应电动机调速系统PID参数的寻优方法,该方法是将PID控制器Kp,Ki,Kd参数构成基因型,将系统控制性能指标构成相应的适应度,利用遗传算法机理对其参数随机寻优,最终得到全局最优解。仿真与实验研究表明,应用该经遗传算法整定的PID控制器作为感应电动机双闭环调速系统的转速调节器,可以使系统获得良好的稳定性、鲁棒性和动态品质。     

PLC控制系统的抗干扰问题

可编程序控制器(PLC)是一种工业用的控制器，由于其结构紧凑、低功耗、高可靠性、易操作、适合顺序控制的特点而被广泛应用。但在工业环境下存在许多干扰源而影响了系统的运行，为了提高系统的抗干扰能力、保障系统可靠的工作必须采取合适的措施抑制干扰。     

物流管理信息显示单片机控制系统

介绍了物流管理环节中信息控制显示的主要需求以及用单片机控制系统实现该需求的途径与方法。解决远距离、高亮度、大电流的大屏幕显示器的驱动与控制,以及单片机抗干扰设计等是该单片机控制系统的关键。其硬件由2部分组成:1)控制器(单片机系统部分);2)大屏幕显示器,硬件的强电和弱电2部分分开布局和设计,相互隔离,系统工作稳定、可靠。     

PC机控制的多轴伺服运动系统的研究

基于PMAC可编程多轴运动控制技术,利用多轴运动控制卡与函数库、VB或VC语言编制运动轨迹等技术,设计了在PC机控制下,驱动2轴或更多轴的步进电机与交流数字伺服电机,按照编程预定的运动轨迹及运动参数作伺服运动的控制系统.该系统可完成直线、圆弧等任意轨迹的插补运动,给出的硬件与软件设计方法也可用于机器人、雕刻机及专用数控机床的开发.     

Boiler-turbine control system design using continuous-time nonlinear model predictive control

A continuous-time nonlinear model predictive controller （NMPC） was designed for a boiler-turbine unit. The controller was designed by optimizing a receding-horizon performance index, with the nonlinear system approximated by its Taylor series expansion with a certain order, the magnitude saturation constraints on the inputs satisfied by increasing the predictive time, and the rate saturation conditions on the actuators satisfied by tuning the time constant of the reference trajectories in a reference governor. Simulation results showed that the controller can drive the drum pressure and output power of the nonlinear boiler-turbine unit to follow their respective reference trajectories throughout a varying operation range and keep the water level deviation within tolerances. Comparison of the NMPC scheme with the generic model control （GMC） scheme indicated that the responses are slower and there are more oscillations in the responses of the water level, fuel flow input and feed water flow input in the GMC scheme when the boiler-turbine unit is operating over a wide range.     

CMAC神经网络与PID复合控制在电液伺服控制系统中的应用

针对典型电液伺服控制系统非线性、参数时变的特点,常规PID控制无法满足控制性能要求．文中提出将小脑模型（CMAC）神经网络和PID相结合的控制策略．仿真结果表明,经过CMAC神经网络对常规PID控制器的输出不断在线学习,系统能够有效抑制扰动,并具有实时性好,输出误差小,鲁棒性强等优点．在系统参数变化,外界扰动的影响下,其控制性能得到明显提高．     

Optimal state feedback control of brushless direct-current motor drive systems based on Lyapunov stability criterion

This paper develops a unified methodology for a real-time speed control of brushless direct-current motor drive systems in the presence of measurement noise and load torque disturbance. First, the mathematical model and hardware structure of system is established. Next, an optimal state feed back controller using the Kalman filter state estimation technique is derived. This is followed by an adaptive control algorithm to compensate for the effects of noise and disturbance. Those two algorithms working together can provide a very-high-speed regulation and dynamic response over a wide range of operating conditions. Simulated responses are presented to highlight the effectiveness of the proposed control strategy.     

基于PID的炉温控制系统设计及仿真

根据电烤炉炉温的控制特点,针对温控系统的大纯滞后性,采用了带Sm ith预估器的数字PID控制器设计方案,对控制算法和控制软件进行了设计.并应用仿真技术,选择适当的调节参数,使系统达到了满意的控制效果.     

采用自抗扰技术的移动式增氧机路径跟踪控制

针对移动式增氧机在风向、水流等干扰下,存在直线路径跟踪偏离与距离控制精度下降的问题,提出采用自抗扰控制策略优化移动式增氧机的航向控制系统.首先通过二阶跟踪微分器优化移动式增氧机航向过渡过程,跟踪输入信号及其微分信号;再通过扩张状态观测器确定移动式增氧机航向系统内部状态信息,计算误差,得到误差反馈量;最后根据扰动估计值得...