無閥電液位置伺服系統的自適應模糊PID控制器設計

介紹了電液位置伺服控制系統的組成與工作原理,并建立了系統的數學模型。將模糊控制與pid控制結合在一起,設計了模糊pid控制器,即通過模糊控制器輸出對pid參數進行在線調整。利用matlab軟件進行仿真,比較常規(guī)pid控制與模糊pid控制仿真結果,發(fā)現模糊pid控制器提高了系統的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性。

在工業(yè)控制領域中，常規(guī)pid的應用極為廣泛，但是常規(guī)pid控制在控制精度，響應速度等方面略顯不足。對常規(guī)pid和模糊自適應pid控制進行比較，運用matlab中的simulink工具箱進行建模仿真，并在plc中對模糊自適應pid控制進行編程實現，體現出模糊自適應pid控制在工業(yè)控制領域中的優(yōu)勢。

本文針對溫度對象的非線性、時變性和大滯后性等特點,將模糊控制技術與傳統pid控制相結合,提出了一種分段的模糊自適應pid控制器的設計方法,并將其應用于中央空調系統的溫度控制。mtalab仿真結果表明,這種方法響應快、精度高,提高了系統的動、靜態(tài)特性。

以電液伺服閥控制的液壓缸為執(zhí)行機構,闡述了以microchip公司的單片機為主控單元的液壓銑面位置控制器的設計,系統硬件由dispic30f6012的16位單片機擴展而成,軟件在以往數字pid算法的基礎上進行了參數模糊可調化改進。實驗研究表明,整個系統較使用傳統pid控制時工作更加穩(wěn)定,有效地抑制了隨機干擾以及液壓伺服系統的滯環(huán)等問題,對調節(jié)對象負載變化具有較強的魯棒性。

空調房間溫度控制是一個復雜的控制系統,用傳統的pid控制達不到較好的控制效果。以變風量空調系統作為控制對象,設計了模糊自適應pid控制器,并運用matlab/simulink對空調房間溫度的控制進行了仿真,達到了比較理想的控制效果。仿真結果證明,模糊自適應pid控制器應用于空調系統具有較好的魯棒性、快速性和準確性的優(yōu)點的事實得到了證實,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。為空調系統自動控制的研究和應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,介紹了電液位置伺服系統的機構及工作原理,介紹了硬件配置中各個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模糊pid復合控制設計及matlab仿真。在大偏差情況下采用模糊控制,小偏差時采用自適應模糊pid控制,仿真結果表明該方法具有模糊控制的pid動態(tài)響應快、超調量小和抗干擾能力強等優(yōu)點,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。通過采用分級模糊控制的方法進一步提高了系統的控制精度和收斂品質。同時還給出了一種自適應控制算法，利用它可以調整模糊規(guī)則以適應系統的時變性。利用該文的模莫糊控制器對典型非線性時變系統-vvvf液壓電梯的實時控制結果表明；這種模糊控制器魯棒性好，控制精度高，自適應能力強,具有很高的實用價值。

針對異步電動機直接啟動過程中存在的問題,研究了一種基于模糊自適應pid控制的異步電動機轉矩斜坡啟動方式。通過異步電動機恒轉矩負載機械特性的分析,推導出了轉矩斜坡啟動方式的數學模型。利用matlab軟件中的電氣系統模塊庫和模糊邏輯工具箱,建立了基于模糊自適應pid控制的異步電機軟啟動系統的仿真模型,并進行了仿真。仿真結果表明恒轉矩負載下模糊自適應pid控制的轉矩斜坡軟啟動方式正確有效,可以有效地減小啟動過程中對電網的沖擊,降低了對拖動系統的不利影響,同時啟動過程平穩(wěn)。

研究振動打樁機的同步控制,針對液壓系統的非線性、時變性、模型的不確定性,設計模糊pid控制器,利用其算法簡單、魯棒性好和可靠性高等特點,提高系統的控制精度和穩(wěn)定性。實驗結果表明: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。

以并聯機床的單通道對稱閥控非對稱液壓缸為研究對象,提出一種適合該系統的將模糊控制、滑?？刂啤⒆赃m應控制三者有機結合的雙自適應模糊滑?？刂扑惴?。仿真結果表明,采用所提方法使系統的輸出漸進一致地收斂于參考輸入信號,解決了對稱滑閥控非對稱液壓缸系統存在的動態(tài)性能不對稱、系統精度低、穩(wěn)定性差等問題,可有效快速跟蹤變化信號,對有界的干擾和參數攝動具有不變性。與常規(guī)pid控制相比,雙自適應模糊滑模控制更適合于高階非線性、強干擾的復雜系統,將此法應用于并聯機床的液壓控制系統可提高機床控制精度,改善機床動態(tài)性能,穩(wěn)態(tài)誤差僅為常規(guī)pid控制的20%。

針對中央空調變風量溫度控制系統非線性、大滯后和時變性等特點,借鑒生物免疫反饋調節(jié)原理和模糊邏輯控制理論,設計了一種模糊免疫自適應pid控制器,建立了仿真模型,并對其進行了仿真。仿真結果表明,該控制器能有效改善系統的動穩(wěn)態(tài)特性和魯棒性。

針對中央空調系統存在非線性、不確定性和干擾性等問題,構建了基于ifix組態(tài)軟件和matlab的模糊自適應pid中央空調監(jiān)控系統,并且在中央空調模型上成功運行,運行效果良好。

針對變風量(vav)空調控制系統采用單純的比例-積分-微分(pid)控制該系統很難達到其節(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合用于該空調控制系統中,并通過仿真工具對兩種控制方法分別進行動態(tài)仿真,其結果表明模糊自適應整定pid控制比單純的pid控制具有更快的動態(tài)響應、更小的超調,具有較強的魯棒性,其節(jié)能和舒適效果明顯。

針對汽車空調系統受行駛速度以及環(huán)境溫度的影響,車廂內溫度變化具有非線性、時變等問題,使得傳統的溫度調節(jié)器難以滿足控制要求。因此,在傳統pid控制理論的基礎上,提出了面向汽車空調系統的模糊pid控制方法。該方法將檢測到的溫度值變換到相應的論域并轉換成合適的語言值,通過建立隸屬度函數,在模糊規(guī)則下進行模糊推理,從而得到精確的控制量。最后,在汽車空調系統模型上進行了設計仿真和驗證,表明了該控制方法具有較好的應用效果。

針對電液位置伺服系統存在的參數不確定性的特性,提出了一種利用靈敏度函數來確定魯棒pid控制器參數的整定方法。這種方法通過對系統開環(huán)傳遞函數奈奎斯特曲線與臨界穩(wěn)定點(-1,j0)點之間距離最大化,來確定各個pid參數。與基于幅值與相角裕度確定的pid控制器進行比較,仿真結果顯示,使用靈敏度函數整定出的魯棒pid控制器,在輸入階躍響應時,控制系統有良好的動態(tài)響應性能和魯棒穩(wěn)定性能。

針對傳統pid水箱液位控制效果不佳的問題,提出了基于opc技術的模糊免疫pid控制方案。在ecs-700信息網絡中添加上位機和工程師站,上位機作為opc客戶端,主要負責模糊免疫pid算法在matlab中的實現;工程師站作為opc服務器,主要負責數據采集和處理。實際應用表明,該方法調節(jié)時間短、超調量小、波動小,可以有效應用于水箱液位控制系統中。

針對目前干混砂漿配料系統采用傳統pid控制的不足,提出一種基于模糊自適應pid控制的方法。新方法從系統輸入取配料誤差、誤差變化率等參數修正,實現pid參數在線自整定。仿真結果表明:采用模糊自適應pid控制后,配料系統調節(jié)時間更短,響應更快,抗干擾能力和適應參數變化能力都優(yōu)于常規(guī)pid控制。

閥門定位器是一個非線性、時變及未知模型系統,普通pid無法滿足應用過程中快速、高精度要求.文中提出將常規(guī)pid控制方法和模糊技術相結合的的控制方式.在分析系統滿足ziegler-nichols條件的基礎上,運用其設定方法對pid參數進行了歸一化處理,并對處理后的單個參數設計了模糊自適應控制算法.實驗證明該控制算法控制效果明顯優(yōu)于普通pid.算法計算量小、調節(jié)可靠、自適應性強,能夠滿足工業(yè)應用需要.

分析了液位水平系統具有非線性、上升時間長、滯后現象的特點，討論了常規(guī)ｐｉｄ控制器在控制中的局限性。在常規(guī)ｐｉｄ控制器的基礎上，引入了模糊邏輯，設計出了一種模糊ｐｉｄ控制器，對ｐｉｄ三個參數進行了在線整定。實驗結果表明這種模糊ｐｉｄ控制器具有比常規(guī)ｐｉｄ控制器更優(yōu)良的特性。

研究空調系統控制的優(yōu)化問題,針對變風量空調系統是一個時變、非線性、純滯后的復雜系統,要求達到舒適節(jié)能的環(huán)境。傳統模糊控制和pid控制方法難以獲得較好的控制性能。為解決控制系統中超調量大、振蕩和控制精度不高等問題,提出了史密斯預估的自適應模糊-pid復合控制策略。在傳統的模糊控制中加入自適應環(huán)節(jié),通過模糊自適應校正解決了因模糊規(guī)則粗糙而造成控制精度不高,適應能力弱的問題。針對大滯后系統,采用史密斯預估補償,減小了控制系統的超調和振蕩。同時,用模糊與pid相并聯的復合控制方式,提高了系統的動態(tài)性能指標和穩(wěn)態(tài)精度。仿真結果證明,改進的控制策略響應快、控制精度高、魯棒性強,為變風量空調系統的智能控制設計提供了參考依據。

中央空調的耗能問題日益引起人們的關注.由于其系統存在很大程度的非線性、大滯后和參數時變性,因而.采用傳統的pid控制有很大的困難.模糊控制的優(yōu)點是能夠得到較好的動態(tài)響應特性,并且無需知道被控對象的數學模型,適應性強,上升時間快,魯棒性好.但模糊控制受模糊規(guī)則有限等級的限制易引起誤差.設計中采用at89c58作為控制內核,結合模糊控制和pid算法的優(yōu)點,提出參數自適應模糊pid算法,通過實驗已證明了該系統的穩(wěn)定性、快速性及抗干擾能力,能滿足變流量控制系統的需要[1].