HMCVT泵控马达系统模糊PID控制研究

【目的】为减少由于HMCVT泵控马达系统响应迟滞以及遭受负载扰动时波动剧烈，使得拖拉机不能稳定在目标车速上的问题。【方法】以HMCVT泵控马达系统为研究对象，建立了泵控马达系统的数学模型，运用模糊PID算法对马达转速进行控制。针对标准鲸鱼算法易陷入局部收敛的问题，引入非线性变化、动态惯性权重以及遗传变异思想进行改进，并运用于PID参数的整定。【结果】以建立的传递函数为测试对象，改进后的WOA算法只需要迭代9次便能寻得最优解，相较于改进前减少了7次迭代，ITAE值降低了16.83%。相较于标准鲸鱼算法整定的模糊PID控制器，改进后的鲸鱼算法整定的模糊PID控制器在阶跃响应下系统最大超调量降低83.3%，调整时间减少0.759 s；正弦响应下最大误差减少16.41 r/min，降低了55.44%；斜坡响应下最大误差减少31.39 r/min，降低了44.58%；负载突变时最大速度减少2.2 r/min，降低了2.01%。采用试验设计的模糊PID控制器能有效实现HMCVT液压马达的变速跟踪控制，提出的改进鲸鱼算法能提高响应精度，降低误差。【结论】研究结果为装备HMCVT的拖拉机的最优经济性控...     

优化自抗扰控制在刨花板施胶流量跟踪中的应用

以刨花板施胶工艺过程为研究对象,确立了被控对象的二阶系统模型,针对系统的模型不确定性以及外加干扰问题设计了自抗扰控制器(ADRC);利用非线性函数fal()设计了三阶扩张状态观测器,能够对系统的总扰动进行快速、实时的估计;针对自抗扰控制整定参数较多的问题,引入自适应的方法调整惯性权值,对ADRC中的6个参数进行寻优整定,提出了一种自适应粒子群算法的自抗扰控制器优化设计方法,提高了参数整定的工作效率.仿真试验表明:优化后的自抗扰控制策略,能够使施胶系统的流量输出基本不受控制对象参数改变和外加干扰的影响,有效抑制外部扰动对施胶系统流量控制精度的干扰,具有比PID控制器更好的控制性能.     

拖拉机线控液压转向系统的联合仿真

随着农业机械的智能化、自动化程度不断提高,线控转向技术在拖拉机等农用车辆上的应用得到了重视和研究,为了指导拖拉机线控液压转向的研究,缩短开发周期。本文在分析线控液压转向系统的控制算法与结构的基础上,建立其联合仿真模型。基于AMESim软件平台建立液压系统模型,以及整车模型;利用Simulink分别建立模糊免疫PID、模糊PID、常规PID的控制器模型,通过Visual C++6.0实现接口通讯,完成了传动比为1时的转角响应、转角跟随的联合仿真,以及在拖拉机车速15 km/h,方向盘转角180°,传动比为9时的横摆角速度响应、质心侧偏角响应等联合仿真。模糊免疫PID控制可以获得0.272 s的阶跃响应时间、1.182°的跟随误差、3%的横摆角速度响应超调量、0.85°/s的质心侧偏角响应稳态值,均优于常规PID与模糊PID。联合仿真具有较强的参考价值,模糊免疫PID控制应用于线控液压转向系统可以获得理想的控制效果。     

基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制

针对现有的多电机同步控制方案难以满足高精度控制的要求和不能实现比例同步控制的局限性,提出一种带PI补偿控制的改进型偏差耦合控制结构,可适用于多电机完全同步和比例同步控制.针对永磁同步电动机非线性和强耦合特性,设计了自适应模糊滑模变结构控制器来实现永磁同步电动机的跟踪控制.建立了4台永磁同步电动机的同步控制仿真模型,仿真实验表明,所提出的多电机同步控制结构相对于带固定增益补偿的控制结构具有更高的同步控制精度.与PID和常规滑模控制算法相比,自适应模糊滑模控制策略具有更高的同步稳定性和更强的鲁棒性.     

重型电动轮自卸车自抗扰传动控制

分析了电动轮自卸车传动控制系统的特点,提出了电动轮自卸车自抗扰传动控制,设计了基于遗传算法参数整定的自抗扰传动控制系统.仿真结果表明,自抗扰控制器完全能够满足系统控制要求,且比同样采用遗传算法参数整定的PID控制具有更强的抗扰能力和鲁棒性.     

自抗扰控制器在人工气候箱中的应用

人工气候箱作为非线性耦合滞后系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,设计人工气候箱的自抗扰控制方案。论述以MSP430单片机为核心控制器的硬件实现方法,并进行控制算法的仿真。实验结果表明,自抗扰控制器对人工气候箱的大迟延,大惯性和不确定性具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能,能比较精确控制系统的温湿度。     

柔性智能化喷雾机底盘概念设计方案的确定

【目的】基于复杂农林环境对喷雾机底盘的柔性化和智能化需求,提出了底盘概念设计方案生成和评价方法,为喷雾机底盘概念设计提供方法和理论指导。【方法】在对喷雾机底盘进行功能需求分析的基础上,以功能树形式对底盘进行了功能分解,采用机构综合法对喷雾机底盘分功能原理解进行了创新和综合,并构建底盘形态学矩阵;在集合专家经验的基础上剔除明显不合理的方案解;采用基于模糊数互补判断矩阵的群决策方法进行方案的评价,构建目标规划的数学模型并进行求解,最终确定最佳的设计方案。【结果】获得了喷雾机底盘分功能的多个原理解,其中主要检测功能原理解方案数为25个,主要执行功能原理解方案数为19 683个,经过筛选和综合评定,获得喷雾机底盘整体可行的概念设计方案有3种,经过专家评判,构造模糊区间数互补判断矩阵,通过求解得其排序权重分别为0.27,0.46,0.27,最终确定方案2为最佳方案,即以柴油机作为原动机为液压泵提供动力,驱动车轮马达完成四轮驱动及两轮转向功能;驱动液压缸完成底盘轮距、地隙调整和喷雾系统升降功能;驱动液压马达经圆柱齿轮和圆锥齿轮机构完成底盘工作台旋转功能;借助GPS和电子罗盘完成检测功能。【结论】借助功能原理分析和机构综合法可快速有效生成喷雾机底盘概念设计方案,基于模糊互补判断矩阵的群决策方法可有效消除个人主观偏好对概念设计方案评价结果的影响,这些方法可为喷雾机底盘乃至其他机械产品的概念设计提供理论指导。     

酶法农残检测的Smith模糊PID恒温控制仿真

酶活性易受温度影响,导致酶法检测农残精度不高。本文研究了一种控制农残检测仪内部温度的恒温控制系统,以便为酶法农残检测提供最佳检测温度。根据控制理论设计了恒温控制系统框架,运用传热学原理建立了被控温度的数学模型,针对该模型具有大惯性、大滞后的特点。将Smith预估器与模糊PID控制器相结合,设计了一种Smith模糊PID温度控制器。在给定相同的幅值为1的阶跃信号下,分别对PID控制器、模糊PID控制器、Smith PID控制器和Smith模糊PID控制器进行Matlab仿真试验,得出各种控制器的性能指标(超调量、调节时间、稳态误差)分别为:PID控制器(19%、250 s、0.0001)、模糊PID控制器(11%、450 s、0.0001)、Smith PID控制器(0%、500 s、0)、Smith模糊PID控制器(0%、140 s、0);在1180~1230s增加一个幅值为5的干扰信号测试系统的抗干扰性,PID控制器和模糊PID控制器均出现较大的波动,而Smith PID控制器和Smith模糊PID控制器均无波动,得出各控制器的恢复时间分别为:PID控制器(200 s)、模糊PID控制器(300s)、Smith模糊PID控制器(120 s);利用调整时间常数和延迟时间测试系统鲁棒性,得出各控制器性能指标分别为PID控制器(38%、450s、0.0001)、模糊PID控制器(23%、880 s、0.00025)、Smith模糊PID控制器(1%、150 s、0)。由试验结果可知,Smith模糊PID控制器性能指标均优于其它几种控制器,而且在系统鲁棒性和抗干扰能力上,Smith模糊PID控制器较强于其它控制器。本文所设计的Smith模糊PID恒温控制系统能够实现仪器内部温度的精确控制,能够为酶法农残检测提供最佳恒温。     

基于主轴回转误差的模糊自整定PID控制器设计

为解决常规PID调节器很难满足在线回转误差检测与控制要求的问题,以静压气体轴承回转误差控制系统为研究对象进行了探讨,提出了模糊自整定PID控制策略。根据模糊控制理论,运用常规PID控制器的设计方法,设计出了模糊自整定PID控制器,实现了PID控制器参数在线自调整。仿真试验表明,与传统的PID控制相比,模糊PID控制系统具有良好的稳定性和自适应能力。     

高地隙植保机底盘调平系统的设计与试验

为实现高地隙植保机底盘离地间隙调节和底盘调平控制,以湖南农业大学与宗南重工联合研制的高地隙多功能植保机为平台,设计加装了底盘自动调平系统。系统由STM32主控芯片、倾角传感器、驱动模块、平行四边形升降机构和液压执行机构组成。每个平行四边形升降机构上安装倾角传感器,用于检测底盘的离地间隙;底盘中心位置安装1个水平倾角传感器,用于检测底盘的水平角度。采用Kalman滤波算法处理底盘水平倾角数据,采取基于位置误差控制加角度误差控制的调平控制策略,完成高地隙植保机离地间隙调节和底盘调平的控制。试验证明,滤波算法能有效抑制水平倾角数据的抖动;调平系统能完成植保机离地间隙调节和底盘调平,平均响应时间为0.45 s,静态调平的平均水平误差≤0.25°,最大误差0.45°,均方根误差≤0.27°;动态调平的平均水平误差≤0.64°,最大误差0.81°,均方根误差≤0.34°,满足高地隙植保机作业要求。     

基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究

介绍了直线永磁同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的数学模型。由于直线永磁同步电机具有非线性、耦合性和负载扰动等特性,常规PID控制器不能达到理想的控制效果,而径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络具有学习速度快、无局部极小和良好的逼近能力,提出了将RBF网络与增量式PID控制结合在一起应用的方法。matlab仿真结果表明:该控制系统具有良好的逼近能力、较强的适应性和抗干扰能力。     

中国上市公司股权再融资时机选择行为研究

提出了一种比例谐振（Proportional Resonant, PR）控制器的改进模型,将其应用于永磁同步电机控制中.用改进的PR控制器替代传统的PI控制器,节省一次坐标变换,省去了受温度及电机参数影响的交叉解耦项和前馈补偿项,简化了控制算法.仿真和试验结果表明,引入改进PR控制器的永磁同步电机控制系统控制性能优越,能够实现对交流输入信号的无静差跟踪,系统对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值.     

感应电机矢量控制系统的研究

针对感应电机多变量非线性模型,传统PID难以达到良好的控制效果,模糊控制不需要感应电机的精确数学模型,就可对系统进行实时控制。详细阐述了感应电机矢量控制系统和模糊PID的基本原理,运用模糊推理,自动实现对参数的最佳调整。仿真试验结果表明,模糊PID控制器在响应速度、稳态精度以及抗干扰性方面都优于传统PID控制器。     

现代液压技术在军事工程机械与农林机械上的应用前景分析

为了探究现代液压技术在吊车、挖掘机等军事工程机械与农林机械上的应用状况,梳理数字液压技术、智能液压技术、新材料的应用、环保液压技术、液压仿真技术等现代液压理论与技术在军事工程机械与农林机械上的应用并进行特征分析。分析表明：多技术集成化、绿色环保、智能化、新材料应用等将成为现代液压技术在农林机械及工程机械上应用的趋势。     

拖拉机转向跟踪复合模糊PID控制研究

为提高拖拉机在自主导航行驶中转向跟踪控制的响应特性和稳定性,设计了以拖拉机前轮转角偏差和偏差变化率为输入,以电机控制电压和PID 3个控制参数为输出的模糊控制器,结合PID控制器实现前轮转角偏差大于10°时采用模糊控制和转角偏差小于等于10°时采用自适应模糊PID控制。仿真结果表明,采用复合模糊PID控制器在前轮转角偏差较大变化范围内均能实现快速和准确的转向跟踪。     

变量施肥控制系统设计

设计了以单片机为控制核心、液压马达为执行机构的变量施肥控制系统。该系统由单片机控制器、信号采集单元、液压传动控制组成,通过使用Visual Basic 6.0编程软件实现了GPS导航定位变量施肥工作模式,并对其进行了控制精度试验。     

基于星基增强精密单点定位的农机自动导航系统开发与测试

目的 开发基于星基增强精密单点定位的农机自动导航系统。方法 以国产雷沃TX1204拖拉机为平台,采用国产星基增强定位板卡的输出数据作为农机位置反馈量,设计位速卡尔曼滤波器对定位数据进行滤波处理,开发预瞄跟随PID路径跟踪控制算法进行导航控制,整定不同行驶速度条件下的模型控制参数,采用地基增强RTK高精度定位接收机输出数据作为参考量,搭建农机自动导航测试系统并开展系统性能测试。结果 在直线跟踪误差方面,所开发的农机自动导航系统平均误差为?0.0009436 m,标准差为0.02452 m,最大误差绝对值为0.08472 m;在邻接行误差方面,平均误差为0.0007128 m,标准差为0.02986 m,最大误差绝对值为0.15444 m。这一精度可满足大部分农机自动导航作业需求。结论 将国产星基增强精密单点定位技术用于农机自动导航是可行的;本文设计的预瞄跟随PID路径跟踪控制模型和提出的不同速度条件下PID参数与前视距离的整定方法,提高了系统对不同速度的自适应能力。     

基于离散小波变换的前轮独立驱动电动汽车等功率分配电子差速系统研究

针对永磁同步电机及电动汽车电子差速控制系统存在的问题,以前轮独立驱动电动汽车为研究对象,建立了一种基于离散小波变换的驱动轮等功率分配电子差速控制策略.基于永磁同步电机数学模型,设计了基于离散小波变换的电流控制器,并建立了驱动轮等功率分配电子差速控制策略,为了验证所提出控制策略的有效性,基于Matlab/Simulink和Carsim联合仿真平台,建立了基于离散小波变换的等功率分配电子差速控制策略模型,并与传统PID电流控制器及驱动轮等转矩分配策略进行对比,仿真结果表明,相比于PID电流控制器,基于离散小波变换的电流控制器具有更快的响应速度和较好的鲁棒性,与驱动轮等转矩分配策略相比,基于等功率分配的电子差速控制策略能够实现转矩间的不等分配,降低驱动轮滑转率,有效提高了车辆行驶稳定性与安全性.     

双电机同轴驱动系统功率追踪算法研究

测算股权制衡度时不考虑股东间的关联关系可能引致偏差。鉴此,重新测算了股权制衡度,以2003~2013年927家A股主板上市公司为样本研究其与公司绩效的关系。结果表明：“新股权制衡度”与公司绩效为非线性的U型关系,而“旧股权制衡度”与公司绩效为线性关系;［1,2］为股权制衡度对公司绩效影响的灰色区间;股权制衡度与公司绩效的关系受股东持股模式和外部环境影响。研究结果支持条件有效论,适度的股权制衡才能发挥积极作用。