自寻优模糊PID控制器的设计与仿真

本文分析了带单个和多个自调整因子的模糊控制器的优缺点,决定采用修正因子自寻优的模糊ＰＩＤ控制器,它能在系统控制过程中对修正因子进行实时自寻优,以实现控制规则的自调整和自完善,达到提高控制系统品质的目的。     

基于温度系统的模糊自适应PID控制器的设计与仿真

针对温度系统这类非线性、大惯性对象,常规的PID控制难以发挥良好的作用,设计了一种基于模糊控制的自适应PID控制器,根据偏差和偏差变化的需要实时调整PID参数.通过仿真表明,该模糊PID控制器既具有常规PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,并可以迅速消除系统余差.     

基于模糊自整定PID控制器的非线性系统仿真

将PID控制与Fuzzy控制的简便性、灵活性以及鲁棒性融为一体，构造了一个自适应模糊PID控制器．通过模糊控制规则在线调整PID控制器的参数，并利用MATLAB语言结合具体实例方便而快速地实现了该控制器的计算机仿真．仿真结果表明：该控制方法提高了非线性系统的动、静态特性，使系统获得了较好的性能．     

自动寻迹运输车舵轮模糊PID控制器的设计与仿真

建立了自动寻迹运输车舵轮控制系统的数学模型,设计了一种基于模糊PID控制的运输车方向控制系统。文中较详细地分析了控制系统数学模型的简化、模糊PID控制器的设计过程以及加模糊PID算法后系统的阶跃响应,同时对加控制算法前后系统的阶跃响应进行了对比仿真研究。仿真结果表明,加入模糊PID算法后系统的稳定性和快速性等动态性能得到了较好地改善。将仿真得到的数据应用到样机的试验中,发现该运输小车的方向控制系统能很好地满足其在前进过程中对方向调节的快速响应,样机系统具有较好的动态性能。     

双横臂悬架动力学建模及模糊滑模控制器设计

针对传统双横臂悬架建模时直接使用悬架参数,所引起的模型准确率低不能完整反应悬架动态特性的问题,对双横臂悬架进行了机构动力学建模,计算了悬架阻尼系数和弹簧刚度的等效系数.为进一步优化控制效果,设计了带模糊切换增益调节的滑模控制器,把理想的天棚阻尼系统作为参考模型,将实际被控系统与参考模型之间的误差动力学方程作为模糊滑模控制器的控制对象,为了降低滑模控制中的抖振,对切换增益K(t)进行模糊化处理,通过MATLAB/simulink仿真验证并与PID、被动悬架进行对比.研究结果表明:模糊滑模控制器能有效降低车身的加速度,提高车辆的平顺性.     

基于LPV模型的麦弗逊式主动悬架控制器设计

根据麦弗逊式主动悬架的二维结构,应用含耗散能的拉格朗日公式建立其动力学方程,在平衡位置对运动方程进行线性化,并整理成状态方程形式。针对簧载质量的不确定性,建立了麦弗逊式主动悬架的LPV模型,运用LMI技术并采用区域极点配置法设计了状态反馈鲁棒H∞控制器,并在Matlab/Simulink中进行仿真。研究结果表明:麦弗逊式主动悬架采用极点配置状态反馈鲁棒H∞控制器可以明显改善行驶平顺性和悬架稳定性,其性能明显优于同参数的被动麦弗逊式悬架。     

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。     

汽车侧倾运动安全主动悬架LQG控制器设计方法

为了提高汽车转向-侧倾运动的安全性, 设计了主动悬架侧倾运动安全LQG控制器; 建立了3自由度汽车转向-侧倾运动动力学模型, 选择横向载荷转移率、侧倾角及其加速度构建汽车侧倾安全综合性能评价指标; 为了解决现有设计方法无法跟踪系统干扰项(前轴转向角) 和控制加权矩阵行列式等于零带来的控制向量无法求解的难题, 将前轴转向角进行满足最小相位系统的微分变形, 并与原系统方程组成增广系统方程, 在综合性能评价指标中引入包含控制项的无穷小量, 以满足LQG控制器设计条件; 结合层次分析法和归一法, 以鱼钩工况为基础, 仿真获取汽车转向-侧倾运动统计数据, 进而确定LQG控制器的加权系数, 通过多工况数值仿真验证主动悬架侧倾运动安全LQG控制器的工作效果。仿真结果表明: 新设计的LQG控制器不干扰驾驶人的转向操纵; 与被动悬架相比, 在鱼钩工况、蛇形穿桩工况和双移线工况下, 采用LQG控制器的主动悬架可使汽车侧倾运动安全的主要评价指标即横向载荷转移率的方差分别降低了32.08%、32.82%、29.24%, 侧倾角的方差分别降低了47.74%、44.19%、63.41%, 侧倾角加速度的方差分别降低了87.30%、60.00%、86.39%, 说明采用新设计LQG控制器的主动悬架可大幅度改善汽车侧倾运动安全性, 且具有良好的转向工况适应性。     

电控空气悬架系统参数自整定模糊PID控制

提出电控空气悬架(Electronically Controlled Air Suspension,ECAS)的参数自整定模糊PID控制策略,设计参数自整定模糊PID控制器。利用AMESim软件建立1/4电控空气悬架系统模型,采用Matlab/Simulink和AMESim在不同路面、不同车速下对空气悬架系统分别进行PID控制与参数自整定模糊PID控制策略下的联合仿真。仿真结果表明:与PID控制仿真比较,采用参数自整定模糊PID控制策略使电控空气悬架的性能指标得到显著改善。搭建1/4电控空气悬架试验台,利用电液伺服激振台进行激励加载,完成硬件在环实时仿真测试,试验结果证明采用参数自整定模糊PID控制能有效提高悬架的总体性能。     

电子节气门参数自整定模糊PID控制器仿真研究

分析了以功耗低、力矩大、成本较低的普通直流电机作为驱动电机的电子节气门控制系统结构与工作原理,然后设计了节气门参数自整定模糊PID控制器,在一定程度上解决了直流电机作为节气门驱动电机控制不够精确的问题,并通过仿真证明了其用在电子节气门控制中的可行性。     

基于PID控制的电控空气悬架系统设计

以飞思卡尔公司16位单片机MC9S12DP256为核心控制单元,基于PID控制策略,并利用Matlab、Labview软件。针对气囊-组合电磁阀,对电控空气悬架的软、硬件控制系统进行设计。控制系统可较好地控制车身高度,抑制系统振荡,改善电控空气悬架的性能。     

磁流变半主动悬架自适应模糊PID控制研究

为提高车辆半主动悬架减振性能,以车辆行驶平顺性为控制目标,建立二自由度1/4车半主动悬架模型,在自适应模糊PID控制理论的基础上设计出磁流变半主动悬架控制器,并在Matlab/Simulink环境下施以滤波白噪声信号激励进行仿真。结果表明,基于自适应模糊PID控制的磁流变半主动悬架能明显改善车辆的减振性能,为磁流变半主动悬架在车辆上的应用提供了参考。     

悬架馈能作动器力学特性测试及非线性主动控制器设计

为提高车辆的乘坐舒适性并兼具回收振动能量的功能,对试制PMSM-滚珠丝杠式馈能作动器进行了力学特性测试,对库仑阻尼和作动器等效惯性质量进行识别,根据识别结果设计了馈能型主动悬架非线性控制器;结合电磁动力学建模、电气参数校核,采用分级变压充电试验方法对作动器样机进行三角波及正弦波位移输入下的力学特性测试,利用参数拟合使建模仿真力学特性曲线逼近实测曲线,完成库仑阻尼识别和等效惯性质量验证;对含有库仑阻尼及作动器等效惯性质量的主动悬架力学模型中的非线性项进行前馈反馈线性化处理,并对簧载质量/非簧载质量加速度项正则化处理,在此基础上根据作动器最大输出力设计了双约束H₂/H_∞控制器;利用数值仿真对被动悬架、理想主动悬架、常规H₂/H_∞控制主动悬架和双约束H₂/H_∞控制主动悬架进行悬架综合性能对比验证及馈能性能分析。分析结果表明：双约束H₂/H_∞控制主动悬架的簧载质量加速度均方根和综合性能指标较被动悬架分别降低47.05%和51.67%,仅比理想主动悬架分别差1.86%和1.34%,且比常规H₂/H_∞控制主动悬架分别优19.28%和11.21%;库仑阻尼和电机定子电阻分别消耗掉了作动器总吸收功率的18.99%和20.19%,相比之下,流向蓄电池的回收平均功率高达60.82%。     

PID智能模糊自整定控制器设计及其应用

在生产过程中,工况变化频繁、扰动剧烈、存在严重时变性的特点,特别是在设备维修后开车时间更是如此．本文提出了用智能模糊FID自整定控制器来替代生产过程中的常规PID控制器,全面阐述了其结构组成及其设计过程,并根据生产需要设计出该控制器且应用于实际生产过程中,取得了良好的效果与经济效益．     

数字PID控制器参数仿真优化

介绍一种采用寻优和仿真相配合的计算机辅助设计方法，确定数字控制器的结构和参数。     

模糊变结构控制器的设计与仿真

为解决变结构控制中的抖振问题,将模糊控制引入变结构控制,运用MATLAB软件进行仿真。仿真结果验证了该控制器抗扰动能力强,能够有效减小控制系统的抖动,提高控制系统的稳定性,改善控制系统的动态性,从而减弱变结构系统存在的抖振问题。     

基于半车模型的悬架与ABS系统协调控制研究

运用模糊控制和滑模控制方法分别对半主动悬架系统和防抱死制动系统进行控制,建立了半主动悬架和防抱死制动系统的联合仿真模型,同时建立协调控制器对制动系统和悬架系统进行协调控制,仿真结果表明车辆性能参数得到了有效改善.试验结果表明,车辆制动减速度增加15％,距离和制动时间分别得到13.86％和11.38％的减小,车身俯仰角和质心垂直振动加速度分别有18.1％和16.2％的减小,试验验证了仿真模型的正确性和协调控制策略的有效性.     

磁流变减振座椅模糊控制器的设计与仿真

采用半主动控制理论和方法,建立了座椅可控磁流变阻尼非线性控制系统的数学模型。采用模糊控制策略设计了控制器,实现阻尼力的连续控制,从而改善座椅的动态特性,提高乘座舒适性。对系统进行了模拟仿真,结果表明减振效果良好,具有实用价值。     

车辆半主动悬架与电动助力转向系统的模糊PID集成控制研究

建立了半主动恳架(SAS)与电动助力转向(EPS)的整车集成系统模型,将PID与模糊控制相结合,设计了模糊PID集成控制策略,并在Matlab环境中,对汽车在方向盘角阶跃输入工况下进行了大量的仿真研究.仿真结果表明:具有模糊PID控制策略的SAS与EPS集成控制优于二者的单独控制,提高了汽车的转向轻便性、操纵稳定性、乘坐舒适性、行驶安全性,从整体上优化了汽车底盘的综合性能.     

空气悬架车辆车身高度PID控制的仿真研究

以空气悬架车辆为研究对象,通过拉格朗日方程方法建立其多刚体模型,采用PID和PD控制策略,对阶跃输入下的车身高度响应进行了仿真计算和对比分析。计算结果表明,由车辆多刚体模型和PD控制策略组成的电控空气悬架系统,在实现车身高度控制时改善了车辆的乘坐舒适性。