基于遗传算法的控制系统PID参数优化应用研究

针对线性定常系统,提出了基于遗传算法的PID参数优化方法,用MATLAB编写出该软件.为了推广利用,设计了一个通用性强、界面友好、使用简便的控制系统参数寻优的软件.通过算例调试,表明该方法使系统有较好的动态特性和稳态特性,利用本图形用户界面可得到PID控制系统寻优的直接结果,并直观地显示系统的阶跃响应.提供的方法具有一定的实用价值.     

静压驱动系统PID参数整定及其模糊自适应控制

文章在分析静压驱动系统组成及数学模型的基础上。分别采用临界比例带法和NCD优化法对PID参数进行整定,并应用模糊控制理论,设计了一种模糊自适应PID控制器。该控制器根据马达转速偏差和偏差的变化率,利用模糊逻辑实现PID参数的在线调整,使系统具有较好的自适应能力和较强的抗干扰性。并在Matlab／Simulink环境下对其进行了动态仿真。仿真结果表明,NCD优化法的整定效果较好,模糊自适应PID控制器的性能优于常规PID控制器。     

磁浮系统中免疫专家PID控制器的改进

磁浮系统是一种典型的非线性、不稳定性开环系统。由于传统的比例-积分-微分（PID）控制器的参数是固定的,因此,控制系统无法兼顾悬浮系统的静态和动态性能。本文提出一种基于粒子群优化（PSO）算法的分段专家免疫PID控制器。该控制器先利用免疫PID控制器给出悬浮系统的阶跃响应曲线,再根据误差变化将该曲线划分为五个阶段,分段实现基于PSO算法的专家PID控制器。该控制器的优点是能够在悬浮系统工作时在线对PID参数进行调节,适应误差的不同变化,使控制器响应速度加快、调节精度提高,稳态性能变好,而且几乎没有超调和振荡。利用Matlab仿真,结果表明在相同精度要求下,该控制方法与单一的专家PID控制器的相比,磁浮控制系统的过渡时间变短,调节时间变短且过渡性能较好。     

工程机械发动机节能控制系统PID控制器的设计与仿真

基于工程机械柴油发动机油门节能控制系统的硬件设计,建立了控制系统数学模型,研究了PID控制策略。对PID参数进行了反复整定和数字仿真分析,仿真结果表明：PID控制后的系统响应快、无超调、没有稳态误差,实现了良好的控制效果。     

加工椭圆的直线伺服刀架控制系统研究

本文通过建立实验直线伺服刀架控制系统,设计其频率响应和阶跃响应测试实验;用自编软件对实验数据进行分析,求出系统的动态性能参数,建立实验直线伺服刀架控制系统数学模型;利用MATLAB语言提供的控制系统辅助设计工具,用根轨迹法设计数字调节器;利用SIMULINK动态仿真工具、NCD优化工具对数字调节器参数进行优化及仿真.     

网络控制系统的模糊动态调度算法研究

针对多回路的网络控制系统,本文同时考虑系统误差和误差变化率,设计了一种基于神经网络的模糊动态调度算法.该算法根据系统中各回路的误差和误差变化率,利用神经网络模糊控制的方法实时调整各回路的优先级,从而实现对网络控制系统的调度.最后,利用TrueTime工具箱建立了包含模糊动态调度器的网络控制系统仿真模型,并将其与RM和EDF调度算法进行对比.仿真结果表明,在相同的网络带宽占用条件下,本文所设计的模糊动态调度算法相比于RM和EDF调度算法,产生的网络诱导时延更小,且具有较好的控制性能.     

基于模糊RBF神经网络的柴油机电液调速控制方法

介绍了电液调速执行器的动态特性,设计了电液调速控制回路,实现了模糊RBF神经网络对柴油机油门执行器位置的控制。将一种基于模糊RBF神经网络的PID控制器应用于柴油机调速控制中,详细说明了模糊RBF神经网络控制器的设计过程,它结合了传统PID以及神经网络和模糊控制的优点,可以在线调整得到一组最优的PID控制参数。仿真结果表明该系统比传统模糊控制的响应速度快、超调小,且适应性强,具有推广价值。     

质子交换膜燃料电池动态特性建模及其控制

现有质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型难以用于控制系统的设计,为此,提出利用Matlab-Simulink仿真工具建立PEMFC系统动态模型,并在此基础上设计了模糊逻辑控制器(FLC).采用模糊控制和比例积分微分(PID)控制相结合的双模控制,实现了对PEMFC系统输出电压的控制.仿真结果表明,该模型能较好地反映PEMFC系统的动态特性,有助于改进PEMFC的设计,进一步提高其性能;双模控制能有效地抑制扰动,改善PEMFC系统的输出特性,保证系统的稳定运行,证明所建立的控制模型可用于实时控制系统的设计.     

永磁同步电机3种速度调节方式的比较

针对传统PID控制下的永磁同步电机响应速度慢和稳态性能差的问题,对分段PI调节、模糊PI控制与传统PID控制进行对比实验,从仿真结果可以看出:分段PI调节和模糊PI控制使永磁同步电机控制系统的抗干扰能力得到提高,增强了鲁棒性。     

SMA-电机复合驱动仿生肘关节的控制策略与仿真

针对SMA-电机复合驱动仿生肘关节控制非线性、时变、温度滞后等特点,提出了一种双输入-四输出的模糊控制算法,建立模糊PID自适应控制模型,求解复合驱动仿生肘关节在阶跃响应及理论轨迹下的动作状态,得到了仿生肘关节旋转和俯仰运动的位姿、角速度跟踪图谱。实验证明:设计的双输入-四输出的模糊PID自适应控制算法具有超调量小、系统鲁棒性高、响应速度快的特点,可以实现SMA-电机复合驱动仿生肘关节的精准位姿控制。     

模糊PID控制策略在电动助力转向系统中的应用

助力转向控制策略是EPS系统的核心技术之一。为提高电动转向系统的动态响应速度和抗干扰能力,经分析采用模糊PID控制策略实现助力控制。模糊控制器以电流误差及误差变化率为输入,电机电压为输出,根据设定的模糊控制规则在线调整比例系数、微分系数和积分系数,以使系统性能达到预定要求。应用Matlab软件进行了计算机仿真,仿真结果表明基于模糊PID控制策略的EPS比传统PID控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。     

非线性不确定系统的无撞击切换双重控制

对于具有非线性、时变特性和纯滞后等特点的不确定系统,传统的PID控制和单纯的模糊控制都难以达到所期望的效果.无撞击切换模糊PID双重控制吸取了两者的优点,减少了模型切换时所产生的跳跃,既不依赖于对象精确的数学模型,又具有鲁棒性较强等优点.仿真结果表明,采用无撞击切换模糊PID双重控制保证了系统的快速和稳态性能好.     

基于泛布尔代数的多值逻辑控制与PID控制的仿真比较

为提高系统的动态性能,通过与传统的PID控制器比较,在此基础上提出一种基于泛布尔代数的多值逻辑控制器.此控制器物理背景明确,结构简单,数学概念清晰.Matlab仿真说明,其控制器要优于PID控制器,表现出稳定性好、响应快、超调量小的特点,在工业控制领域便于推广应用.     

车辆ABS参数自调节模糊PID控制仿真

通过一个单轮车辆模型对ABS(antilock braking system)进行数学建模,将模糊控制理论与传统PID控制理论相结合,构造出满意的参数自调节模糊PID控制器;在不同路面下对所建立的汽车ABS数学模型进行仿真,并与传统PID控制下的ABS系统进行比较。仿真结果表明:基于参数自调节模糊PID控制器的ABS系统能实时地对参数进行调节,其制动性能优于PID控制器;无论是在干路面还是在湿路面、冰雪路面下,都能使车轮工作在最佳滑移率附近,缩短制动距离并有效的改善制动时的方向稳定性。     

单自由度磁悬浮系统无模型自适应控制的研究

针对单自由度磁悬浮系统的非线性及难以建立精确数学模型的问题，将全格式无模型自适应控制（FFDL-MFAC）方法应用于单自由度磁悬浮系统，首先，采用无模型自适应控制算法、伪梯度估计算法、伪梯度重置算法和单自由度磁悬浮系统的动态化数据模型，设计单自由度磁悬浮系统的控制器；然后，仿真分析MFAC控制参数对单自由度磁悬浮系统控制效果的影响及对阶跃响应信号、干扰信号和噪声信号的响应特性；最后，在磁悬浮球实验装置上进行实验验证. 研究结果表明:全格式无模型自适应控制方法只需采集单自由度磁悬浮系统在工作状态下的I/O数据，无需建立单自由度磁悬浮系统精确数学模型，通过设定全格式无模型自适应控制器参数即可使控制器具备良好的自适应性和鲁棒性，实现高精度稳定悬浮控制；与PID相比，FFDL-MFAC将系统的超调量降低了0.005，稳定悬浮位移的误差均方根减小了0.2607.      

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无论是经典还是现代控制理论,大多是建立在线性系统基础上,目前对非线性系统还没有比较成熟的理论.常规PID控制在对象变化时,控制器的参数不能自动修改适应.将模糊控制与PID控制相结合,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,设计了一种模糊自适应PID控制器.在分析汽车模型的基础上,采用PID控制、模糊自适应PID控制两种方法,联合Simulink软件分别对汽车的防抱死制动系统（ABS）进行刹车运动仿真研究,极大地提高了模糊控制方法和PID控制算法的应用性能.结果表明,模糊自适应PID控制方法可以达到更好的制动效果,提高了系统的动态性能和安全性能.     

船舶主机缸套冷却水温度灰色预测模糊PID控制

针对船舶主机缸套冷却水温度控制系统的大惯性、纯滞后和时变性特点,提出了将等维新息灰色预测控制与模糊自调节PID控制相结合的新型控制策略,这种控制器可根据系统预测误差和变化率自动调整控制器参数,使控制器对系统响应具有适应性.仿真结果表明:灰色预测模糊PID控制比常规的PID控制与模糊PID控制有更多的优越性,自适应能力强...