考虑非线性的水轮机调节系统协同进化模糊PID仿真

【目的】针对水轮机调节系统常规PID控制存在的适应性不足问题,采用模糊PID控制作为水轮机调节系统的基本控制策略,为水轮机调节系统的有效控制提供支持。【方法】采用基于模型综合特性曲线的非线性水轮机模型,建立水轮机调节系统模糊PID控制仿真模型,通过协同进化算法同时优化模糊PID控制的3个比例因子和模糊规则,并以实例验证所建水轮机调节系统的控制性能。【结果】通过对不同工况点的优化得出一组适合于全工况的通用有效模糊规则。与常规PID相比,协同进化模糊PID仿真控制使调节时间缩短了28%,超调量减少了49%,振荡次数减少了50%。【结论】引入了非线性水轮机模型,使得系统建模更加合理,仿真结果更加真实可信。采用协同进化模糊PID的水轮机调节系统的控制性能优于常规PID控制,该控制策略能使系统良好地适应运行工况的变化。     

基于积分分离模糊PID的温度控制系统设计

针对温度控制系统采用传统PID控制方法易出现响应速度慢、超调量大、控制精度低等问题,提出了一种基于积分分离模糊PID控制的改进方法.阐述了该方法的工作原理,设计了控制器参数,并结合温室温度控制系统对该方法以及传统PID、模糊PID进行了系统性能实验的对比分析.结果表明,采用该方法设计的温室温度控制系统,有响应速度更快、超调量更小和控制精度更高等优点,具有较强的工程应用价值.     

基于人工智能的温室环境控制算法

温室环境控制系统的最大特点是控制对象的精确数学模型很难建立。文章将常规PID控制算法与现代控制理论相结合,对常规PID算法进行改进,得到新型MPT控制算法,并加入模糊控制算法规则,在误差大时,运用模糊算法进行调节,以彻底消除PID饱和积分现象,当误差较小时,采用改进后的PID算法控制输出。同时加入了自适应调节规则和自整定专家系统,建立了基于人工智能的温室环境控制算法。将此算法应用于温室环境控制。系统具有无超调和控制精度高等特点。     

积分分离型PID算法在智慧猪栏养殖系统中的应用

猪舍作为典型多参数共存的复杂环境,难以建立精确的数学模型进行有效的监控。为此,提出了一种采用PID算法的物联网生猪监管养殖系统。该系统采用积分分离型的PID算法,通过将实时值与用户值的偏差跟安全阈值进行比对获取PID算法模式(离散型和积分分离型),输出反馈调节量来启、停养殖设备,从而完成生猪自动化养殖。将2种PID算法进行对比,结果表明:积分分离型PID算法能使智慧猪栏系统具有良好的精确性和稳定性,能够高效完成自动化生猪养殖工作。     

饲料烘干机的自适应模糊PID控制

对于膨化饲料烘干机热交换系统的控制,传统的PID控制无能为力,因此提出了自适应模糊PID的控制方法。该方法利用自适应理论的在线自调节来对PID的参数进行实时在线自整定,采用模糊控制技术对蒸汽量进行控制,从而实现对干燥空气温度的控制。根据所建立的数学模型,采用Matlab中的simulink模块下对模糊PID控制的热交换系统进行了仿真研究。结果表明,该系统超调小,响应速度快,能有效控制膨化饲料烘干的热交换系统,获得稳定、可靠的恒温干燥热风。     

基于变论域方法的拖拉机电液转向系统控制研究

针对拖拉机转向系统在工作过程中存在的转向沉重、灵敏度低及控制精度差的问题,考虑到全液压系统存在的结构复杂、非线性、模型参数无法确定等特性,结合近年来发展较快的线控转向及电液控制技术,基于模糊控制及变论域的思想,提出一种不依赖精确数学模型的电液转向系统变论域模糊控制方法,设计电液转向系统控制规则和自适应转向系统控制器。在SIMULINK仿真环境中分别搭建基于常规比例积分微分(PID)、模糊PID及变论域模糊PID的转向控制系统模型,结合拖拉机转向系统的工作特性,分别进行转向系统的跟随特性仿真试验及方向盘固定转角仿真试验。仿真结果表明,与传统的常规比例积分微分(PID)控制方法相比,所提出的控制方法和设计的控制器在拖拉机转向系统中具有较优的跟随特性和较强的调节性、稳定性。     

振动链式木薯收获机挖掘深度自动控制系统设计与测试

为了解决现有4UML-130型振动链式木薯收获机挖掘深度不稳定,从而造成木薯破损、漏收率大和能耗大的问题,设计了一套木薯挖掘深度自动控制系统.该系统包括仿形机构、挖掘深度检测机构、液压系统和控制系统,运用积分分离式模糊PID算法实时调节挖掘深度,有效实现了挖掘深度的精准控制.仿真与室内试验结果表明:在阶跃响应试验中,使...     

一种基于云模型的水肥配比控制策略

针对水肥配比控制精度低以及控制方法对于被控系统动态变化适应性弱的问题，开展了水肥配比控制策略设计，构建了基于云模型的模糊PID控制方法，能够有效改善传统PID控制对被控系统动态变化适应性较弱的问题，实现了根据输入值的动态变化对PID控制参数的实时修正。最后通过试验验证了方法的有效性，表明将基于云模型的模糊PID控制方法用于水肥配比控制可以快速调节肥液流速，缩短水肥比例调控的时间，实现根据由水压等原因导致水流速的变化来动态调节肥液流速，使得系统按照理想的水肥比例将水和肥同步灌溉到作物，具有较好的应用前景。     

水稻液体肥变量施用调节系统设计与试验

目的 设计一种机电式流量调节阀，与已研制的气力引射式施肥器集成构建液体肥变量施用调节系统，实现水稻近根部微小流量液体肥精准施用。方法 通过试验标定了系统质量流率理论模型，建立控制系统传递函数模型，设计了基于模糊推理的PID控制器结构、规则和初始参数；通过仿真试验，分析了PID和模糊PID控制的调控响应能力。结果 仿真试验结果表明，模糊PID控制阶跃信号响应超调量、调节时间和稳态误差分别为0.12%、2.51 s和0.007， 与PID控制的对应值42.90%、4.44 s和0.010相比均较低，表明模糊PID控制动态调节和稳定性更好；在幅值为0.5、持续时间为0.1 s的脉冲信号干扰下，模糊PID控制的调节时间为0.61 s，比PID控制(1.67 s)更短，具有更强的抗干扰能力。性能试验结果表明，10种目标质量流率条件下，模糊PID控制的质量流率绝对误差均低于PID控制，控制精度为93.93%～96.88%，高于PID控制(90.00%～95.21%)；在施肥量变化时，模糊PID控制的超调量为12.2%，上升时间、调节时间和峰值时间分别为1.5、10.7和1.7 s，均低于PID控制的17.4%、2.1 s、13.3 s和2.3 s。结论 基于模糊PID控制的水稻液体肥变量施用调节系统具有较高的质量流率控制精度和跟踪性能，为研制水稻田液体肥变量施肥装备奠定了基础。     

一种云自适应粒子群优化的PID控制器设计与应用

针对PID控制器应用于实际的自动电压调节器(AVR)系统,为了有效地寻找AVR系统的最佳PID控制器参数,提出一种基于改进的云自适应粒子群算法的PID参数优化策略。通过建立粒子群优化的PID控制器参数模型,在控制过程中将PID参数(比例、积分、微分)作为粒子群中的粒子,采用控制误差绝对值时间积分函数作为优化目标,在控制过程中动态调整PID的三个控制参数,从而进行PID控制参数的实时优化。仿真结果表明,该PID控制器可以获得较好的控制性能指标,进而改善AVR系统的瞬时响应特性,具有一定的实用价值。     

基于模糊免疫PID算法的施肥营养液pH值调节

精准园艺农业中一些作物会对施肥所用营养液有pH值的要求。基于此,本试验设计了施肥营养液pH值调节控制系统。针对在施肥营养液pH值调节过程中出现的非线性、大时迟滞性等问题,采用了基于模糊免疫PID算法来控制pH值。整个算法是基于微控制器STM32F104实现的,采用Matlab软件对算法进行了仿真,在仿真过程中,将模糊免疫PID算法与传统PID算法进行了仿真数据比较,试验结果表明模糊免疫PID算法在调节速度、控制pH的准确性和稳定性方面均优于传统PID算法。最后将模糊免疫PID算法应用于所设计的肥液pH值调节平台,结果表明该算法具有良好的稳定性、准确性。     

基于MATLAB的Gauss积分节点系数研究

研究了带权的Gauss求积公式.Gauss型积分的代数精度高,在科学研究中有重要的应用价值.用特殊函数对带权的Gauss求积公式中的节点xk及系数Ak的计算进行了深入探讨和研究,然后借助MATLAB软件编写出求解Gauss节点和系数的程序,计算得出了直至n=20的Gauss节点和对应的系数,这一结果为科学计算提供了很大便利.     

大容量变频调速系统在库鄯输油管道中的应用

介绍了大容量变频调速系统的结构及工作原理，该系统采用无级调速，可自动调节输油泵的排量及泵站的出站压力，容易实现工艺自动化控制，在输油过程中不需采用任何限流措施来调节流量，节能效果显著，可大大降低输油成本。     

具有“积分小”系数中立型方程的振动性研究进展

综述了一类具有“积分小”系数的高阶线性中立型时滞微分方程的振性研究进展，并提出 待进一步研究的公开问题。     

基于遗传算法优化模糊PID的甘蔗收获机切割器控制系统

针对甘蔗收获机切割器无法自动控制入土深度,从而影响收获质量的问题,设计一套甘蔗收获机切割器入土深度自动控制系统。该系统主要包含角度式仿形机构、入土深度检测系统以及液压系统和控制系统。利用基于遗传算法优化的模糊PID控制算法进行入土深度的实时调节,通过Simulink阶跃响应以及带随机干扰的阶跃响应仿真,结果显示：基于遗传算法优化的模糊PID控制算法超调量为4.9%、调节时间为1.535 s,与PID控制算法以及模糊PID控制算法相比均有所改善。室内试验结果表明,基于遗传算法优化的模糊PID控制算法误差在（-0.5,0.5）,误差最小,有效实现了切割器入土深度自动控制。     

基于Matlab和模糊PID的智能配肥终端控制系统的设计

设计了一种基于Matlab和模糊PID(proportional-integral-derivative)的智能配肥终端控制系统,该配肥控制系统由数据采集及控制系统、数模转换模块和各执行单元等器件组成。为提高智能配肥终端配肥精度和系统稳定性,提出了一种基于Matlab、SIMULINK和模糊比例积分微分PID的自适应模糊控制算法,该控制算法依据经验模糊控制规则,在线实时优化PID系数调校参数,有效改善了该系统的控制质量。结果表明,样机分别配制不同配肥总量的2种、3种和4种肥料时,误差均维持在0.85%,该控制系统超调量小,工作稳定,较好地满足了智能配肥终端配肥精度要求。     

基于模糊PID的羊肉冷链运输温控系统原型设计

为解决羊肉冷链运输过程中温度信息难以实时监测与调控等难题,采用Zig Bee、高级精简指令集计算机(advanded RISC machine,简称ARM)等嵌入式技术设计一种基于模糊比例-积分-微分(proportion-integralderivative,简称PID)的羊肉冷链运输温控系统。利用Matlab构建基于模糊PID的羊肉冷链运输温控仿真系统,在冷藏车温度从6℃下降到2℃、冷藏车温度分别由6、8、10℃下降到2℃、冷藏车在工作开始计时后600 s处加入2℃的温度干扰信号3种条件下对模糊PID控制器进行检验,并与常规PID控制器进行对比。结果表明,与常规PID控制器相比,模糊PID具有良好的稳定性,能够抑制系统中存在的干扰作用,且控制性能更优。此外,该系统还可解决传统有线控制系统布线繁琐、操作缺乏灵活性等问题。     

基于滞后时间削弱器的大棚温度模糊PID控制系统

针对大棚温度是一个离散的时滞系统,导致温度较难控制这一问题,该研究提出一种基于滞后时间削弱器的模糊PID控制方法.首先,依据能量平衡原理建立大棚温度的数学模型,并将其视为纯滞后和一阶惯性环节的组合,进而在试验数据拟合的基础上确定模型参数;然后,采用模糊PID与滞后时间削弱器结合控制的方式,通过反馈的方式修订系统模型,以降低纯滞后环节对系统性能的影响;并以某花卉大棚为例在MATLAB中进行建模仿真.仿真结果表明,滞后时间削弱器参与控制的模糊PID控制系统能有效地改善滞后环节的影响,系统无超调、无稳态误差,上升时间比PID缩短73.4％,比模糊PID缩短26.9％,且在调节时间上,带滞后时间削弱器的模糊PID控制比传统PID和模糊PID分别缩短77.4％、79％.     

模糊积分评价模型

本建立了在有限集上模糊积分的一般表达式及其性质，证明了在有限集上模糊积分取值的充要条件，并以此为理论依据，分析了模糊积分的评价机理与功能，使之成为适用于多样品综合评价问题的评价模型，又讨论了评价因素权分配，在一定条件下变化时，样品评价结果的稳定性，建立了不变区间的定义及其计算方法，为认识参评样品的评价结果及其优序关系，提供了重要的信息。     

基于仿人智能积分的Fuzzy-PD控制器性能优化研究

针对常规PID控制器的积分控制难以兼顾系统稳定性与精确性的矛盾,采用仿人智能积分与Fuzzy-PD控制相结合的复合控制策略,在提高系统快速性的同时减少了超调量并保证了精确性.仿真结果表明了控制策略的有效性,达到了控制器性能的全面优化,解决了常规PID对非线性、时变、模型未知等复杂对象难以实现有效控制的问题.