無閥電液位置伺服系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊PID控制器設(shè)計(jì)

介紹了電液位置伺服控制系統(tǒng)的組成與工作原理,并建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。將模糊控制與pid控制結(jié)合在一起,設(shè)計(jì)了模糊pid控制器,即通過模糊控制器輸出對(duì)pid參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。利用matlab軟件進(jìn)行仿真,比較常規(guī)pid控制與模糊pid控制仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)模糊pid控制器提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性。

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，常規(guī)pid的應(yīng)用極為廣泛，但是常規(guī)pid控制在控制精度，響應(yīng)速度等方面略顯不足。對(duì)常規(guī)pid和模糊自適應(yīng)pid控制進(jìn)行比較，運(yùn)用matlab中的simulink工具箱進(jìn)行建模仿真，并在plc中對(duì)模糊自適應(yīng)pid控制進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)出模糊自適應(yīng)pid控制在工業(yè)控制領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)。

本文針對(duì)溫度對(duì)象的非線性、時(shí)變性和大滯后性等特點(diǎn),將模糊控制技術(shù)與傳統(tǒng)pid控制相結(jié)合,提出了一種分段的模糊自適應(yīng)pid控制器的設(shè)計(jì)方法,并將其應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制。mtalab仿真結(jié)果表明,這種方法響應(yīng)快、精度高,提高了系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性。

以電液伺服閥控制的液壓缸為執(zhí)行機(jī)構(gòu),闡述了以microchip公司的單片機(jī)為主控單元的液壓銑面位置控制器的設(shè)計(jì),系統(tǒng)硬件由dispic30f6012的16位單片機(jī)擴(kuò)展而成,軟件在以往數(shù)字pid算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了參數(shù)模糊可調(diào)化改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)研究表明,整個(gè)系統(tǒng)較使用傳統(tǒng)pid控制時(shí)工作更加穩(wěn)定,有效地抑制了隨機(jī)干擾以及液壓伺服系統(tǒng)的滯環(huán)等問題,對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象負(fù)載變化具有較強(qiáng)的魯棒性。

空調(diào)房間溫度控制是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng),用傳統(tǒng)的pid控制達(dá)不到較好的控制效果。以變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)作為控制對(duì)象,設(shè)計(jì)了模糊自適應(yīng)pid控制器,并運(yùn)用matlab/simulink對(duì)空調(diào)房間溫度的控制進(jìn)行了仿真,達(dá)到了比較理想的控制效果。仿真結(jié)果證明,模糊自適應(yīng)pid控制器應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)具有較好的魯棒性、快速性和準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)的事實(shí)得到了證實(shí),這種控制方式的控制效果優(yōu)于常規(guī)pid控制且有利于節(jié)能。為空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制的研究和應(yīng)用提供了有意義的參考。

本文提出一種基于pid的電液位置伺服系統(tǒng),介紹了電液位置伺服系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)及工作原理,介紹了硬件配置中各個(gè)模塊的連接方式和作用。

提出一種電液比例閥的模糊與自適應(yīng)模糊pid復(fù)合控制設(shè)計(jì)及matlab仿真。在大偏差情況下采用模糊控制,小偏差時(shí)采用自適應(yīng)模糊pid控制,仿真結(jié)果表明該方法具有模糊控制的pid動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、超調(diào)量小和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是一種更加有效的控制策略。

采用一種建立在連續(xù)輸入輸出論域上的模糊控制器，避免了普通模糊控制器由于論域的離散化而存在的量化誤差。通過采用分級(jí)模糊控制的方法進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的控制精度和收斂品質(zhì)。同時(shí)還給出了一種自適應(yīng)控制算法，利用它可以調(diào)整模糊規(guī)則以適應(yīng)系統(tǒng)的時(shí)變性。利用該文的模莫糊控制器對(duì)典型非線性時(shí)變系統(tǒng)-vvvf液壓電梯的實(shí)時(shí)控制結(jié)果表明；這種模糊控制器魯棒性好，控制精度高，自適應(yīng)能力強(qiáng),具有很高的實(shí)用價(jià)值。

針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)過程中存在的問題,研究了一種基于模糊自適應(yīng)pid控制的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩斜坡啟動(dòng)方式。通過異步電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載機(jī)械特性的分析,推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)矩斜坡啟動(dòng)方式的數(shù)學(xué)模型。利用matlab軟件中的電氣系統(tǒng)模塊庫(kù)和模糊邏輯工具箱,建立了基于模糊自適應(yīng)pid控制的異步電機(jī)軟啟動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型,并進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下模糊自適應(yīng)pid控制的轉(zhuǎn)矩斜坡軟啟動(dòng)方式正確有效,可以有效地減小啟動(dòng)過程中對(duì)電網(wǎng)的沖擊,降低了對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的不利影響,同時(shí)啟動(dòng)過程平穩(wěn)。

研究振動(dòng)打樁機(jī)的同步控制,針對(duì)液壓系統(tǒng)的非線性、時(shí)變性、模型的不確定性,設(shè)計(jì)模糊pid控制器,利用其算法簡(jiǎn)單、魯棒性好和可靠性高等特點(diǎn),提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:模糊pid控制器相較于普通pid控制器具有更高的控制精度和穩(wěn)定性。

以并聯(lián)機(jī)床的單通道對(duì)稱閥控非對(duì)稱液壓缸為研究對(duì)象,提出一種適合該系統(tǒng)的將模糊控制、滑?？刂?、自適應(yīng)控制三者有機(jī)結(jié)合的雙自適應(yīng)模糊滑模控制算法。仿真結(jié)果表明,采用所提方法使系統(tǒng)的輸出漸進(jìn)一致地收斂于參考輸入信號(hào),解決了對(duì)稱滑閥控非對(duì)稱液壓缸系統(tǒng)存在的動(dòng)態(tài)性能不對(duì)稱、系統(tǒng)精度低、穩(wěn)定性差等問題,可有效快速跟蹤變化信號(hào),對(duì)有界的干擾和參數(shù)攝動(dòng)具有不變性。與常規(guī)pid控制相比,雙自適應(yīng)模糊滑模控制更適合于高階非線性、強(qiáng)干擾的復(fù)雜系統(tǒng),將此法應(yīng)用于并聯(lián)機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)可提高機(jī)床控制精度,改善機(jī)床動(dòng)態(tài)性能,穩(wěn)態(tài)誤差僅為常規(guī)pid控制的20%。

針對(duì)中央空調(diào)變風(fēng)量溫度控制系統(tǒng)非線性、大滯后和時(shí)變性等特點(diǎn),借鑒生物免疫反饋調(diào)節(jié)原理和模糊邏輯控制理論,設(shè)計(jì)了一種模糊免疫自適應(yīng)pid控制器,建立了仿真模型,并對(duì)其進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,該控制器能有效改善系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)態(tài)特性和魯棒性。

針對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)存在非線性、不確定性和干擾性等問題,構(gòu)建了基于ifix組態(tài)軟件和matlab的模糊自適應(yīng)pid中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng),并且在中央空調(diào)模型上成功運(yùn)行,運(yùn)行效果良好。

針對(duì)變風(fēng)量(vav)空調(diào)控制系統(tǒng)采用單純的比例-積分-微分(pid)控制該系統(tǒng)很難達(dá)到其節(jié)能和舒適的作用。采用將模糊控制與pid控制兩種控制方法相結(jié)合用于該空調(diào)控制系統(tǒng)中,并通過仿真工具對(duì)兩種控制方法分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,其結(jié)果表明模糊自適應(yīng)整定pid控制比單純的pid控制具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、更小的超調(diào),具有較強(qiáng)的魯棒性,其節(jié)能和舒適效果明顯。

針對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)受行駛速度以及環(huán)境溫度的影響,車廂內(nèi)溫度變化具有非線性、時(shí)變等問題,使得傳統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)器難以滿足控制要求。因此,在傳統(tǒng)pid控制理論的基礎(chǔ)上,提出了面向汽車空調(diào)系統(tǒng)的模糊pid控制方法。該方法將檢測(cè)到的溫度值變換到相應(yīng)的論域并轉(zhuǎn)換成合適的語言值,通過建立隸屬度函數(shù),在模糊規(guī)則下進(jìn)行模糊推理,從而得到精確的控制量。最后,在汽車空調(diào)系統(tǒng)模型上進(jìn)行了設(shè)計(jì)仿真和驗(yàn)證,表明了該控制方法具有較好的應(yīng)用效果。

針對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)存在的參數(shù)不確定性的特性,提出了一種利用靈敏度函數(shù)來確定魯棒pid控制器參數(shù)的整定方法。這種方法通過對(duì)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)奈奎斯特曲線與臨界穩(wěn)定點(diǎn)(-1,j0)點(diǎn)之間距離最大化,來確定各個(gè)pid參數(shù)。與基于幅值與相角裕度確定的pid控制器進(jìn)行比較,仿真結(jié)果顯示,使用靈敏度函數(shù)整定出的魯棒pid控制器,在輸入階躍響應(yīng)時(shí),控制系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和魯棒穩(wěn)定性能。

針對(duì)傳統(tǒng)pid水箱液位控制效果不佳的問題,提出了基于opc技術(shù)的模糊免疫pid控制方案。在ecs-700信息網(wǎng)絡(luò)中添加上位機(jī)和工程師站,上位機(jī)作為opc客戶端,主要負(fù)責(zé)模糊免疫pid算法在matlab中的實(shí)現(xiàn);工程師站作為opc服務(wù)器,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和處理。實(shí)際應(yīng)用表明,該方法調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)量小、波動(dòng)小,可以有效應(yīng)用于水箱液位控制系統(tǒng)中。

針對(duì)目前干混砂漿配料系統(tǒng)采用傳統(tǒng)pid控制的不足,提出一種基于模糊自適應(yīng)pid控制的方法。新方法從系統(tǒng)輸入取配料誤差、誤差變化率等參數(shù)修正,實(shí)現(xiàn)pid參數(shù)在線自整定。仿真結(jié)果表明:采用模糊自適應(yīng)pid控制后,配料系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間更短,響應(yīng)更快,抗干擾能力和適應(yīng)參數(shù)變化能力都優(yōu)于常規(guī)pid控制。

分析了液位水平系統(tǒng)具有非線性、上升時(shí)間長(zhǎng)、滯后現(xiàn)象的特點(diǎn)，討論了常規(guī)ｐｉｄ控制器在控制中的局限性。在常規(guī)ｐｉｄ控制器的基礎(chǔ)上，引入了模糊邏輯，設(shè)計(jì)出了一種模糊ｐｉｄ控制器，對(duì)ｐｉｄ三個(gè)參數(shù)進(jìn)行了在線整定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種模糊ｐｉｄ控制器具有比常規(guī)ｐｉｄ控制器更優(yōu)良的特性。

單神經(jīng)元pid自適應(yīng)控制器在vav系統(tǒng)中的控制應(yīng)用——本文全面介紹了變風(fēng)量系統(tǒng)的構(gòu)成以及當(dāng)前變風(fēng)量系統(tǒng)的控制現(xiàn)狀．引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)．設(shè)計(jì)了單神經(jīng)元自適應(yīng)pid控制器．為變風(fēng)量系統(tǒng)的局部控制提供了一些新的途徑深入研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變風(fēng)量系統(tǒng)控制及其鋸耦...

設(shè)計(jì)了一種由反饋控制器和前饋控制器組成的適用于電液比例閥控缸液壓位置伺服系統(tǒng)的控制器,前饋控制器根據(jù)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)來設(shè)計(jì),反饋控制采用了一種新型的模糊-pid控制器。試驗(yàn)結(jié)果顯示,采用該控制器的電液比例閥控缸系統(tǒng)獲得了較高的位移跟隨精度,從而證明了本文所設(shè)計(jì)的控制器是有效的。

以200mw鍋爐水位控制系統(tǒng)為例設(shè)計(jì)了模糊pid控制器并借助matlab模糊控制工具箱和simulink仿真工具進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該控制器具備了模糊控制器良好的動(dòng)態(tài)性能,能夠有效克服模糊控制器帶來的靜態(tài)性能較差的缺點(diǎn).做為鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的一種有效的控制方法,該模糊控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)整方便、快捷的特點(diǎn).