模糊免疫PID控制在淀粉浓度控制中的应用

在分析比较传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID原理的基础上,提出了利用模糊免疫PID调节淀粉生产线中的淀粉浓度.通过对淀粉生产线中浓度控制回路进行数学建模,对传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID 3种控制器进行了设计与仿真.仿真结果表明,模糊免疫PID在控制效果上明显优于传统PID并且其鲁棒性高于Smith预估PID.最后,利用Matlab的DDE协议和ActiveX与淀粉生产线的上位机RSView32进行数据交换,将Matlab中模糊免疫PID控制算法传输到上位机上,实现了模糊免疫PID控制在淀粉浓度控制中的应用.     

果园作业车稳定性控制方法研究

针对果园作业车运动特点,建立整车侧倾、俯仰模型和轮胎模型,并推导出主动转向稳定性控制模型;以该控制方法为基础,在Matlab/Sim Mechanics中构建车辆仿真分析模型,模拟果园作业车在不同工况条件下的运动状态,并将PID控制算法融入主动转向控制模型,实现车辆运动稳定性控制,借助模型仿真分析证明控制模型的可行性与有效性;通过实车比例模型与仿真分析模型对比试验,进一步验证Matlab/Sim Mechanics仿真模型与实车模型的一致性与实用性。     

重型汽车电控气动离合器操纵系统

为实现重型汽车离合器操纵的电气控制，建立了重型汽车电控气动离合器操纵系统。通过对系统动态特性的分析，指出该系统为非线性控制系统。针对这一非线性控制问题，结合模糊免疫PID控制算法与自适应PSD控制律提出了模糊免疫PSD控制算法。该算法以PID控制为基础，利用免疫控制原理与PSD控制律，实现了PID算法中各增益系数的自调整，增强了算法的自适应性。将该算法应用到电控气动离合器操纵系统中并进行实验。实验结果表明，采用该算法系统可以获得良好的控制性能。     

温室移动机器人轨迹控制系统的设计

以温室移动机器人的轨迹控制为主要目标,研究了线性控制算法在机器人轨迹控制中的具体实现,论证了其可行性,并分析了算法的稳定性约束条件,通过仿真分析了控制参数对运动轨迹的影响.将该算法应用到实际的机器人控制中,设计出基于陀螺仪和光电编码器的温室移动机器人控制系统.     

基于PLC的温度PID-模糊控制系统设计与仿真

温度控制在工业控制中占有非常重要的地位,是工业控制四大参数之一。在PLC(可编程控制器)基础上,采用了传统的PID控制和现今比较流行的智能控制中的模糊控制相结合的控制方案,来实现控制算法的整体设计,并实现了在大范围内采用模糊控制,以提高系统的阻尼性能,减少超调;在小范围内,采用PID控制,以提高系统的响应速度,加快响应过程,并且给出参考模型,在Matlab中实现了系统的仿真。     

优化柴油机动态电子调速控制算法的仿真

为更好地研究柴油机动态调速工作过程,在试验的基础上,采用Matlab/Simulink仿真平台和Fuzzylogictoolbox工具箱建立柴油机准线性控制模型,分别采用增量式PID和自适应模糊PID对此模型进行控制仿真,比较了不同控制算法对转速稳定性的控制效果,并将仿真的结果指导试验工作。     

基于工控机的日光温室灌溉自动控制系统的开发

针对日光温室微灌设备设计了一种基于工控机的灌溉自动控制系统。系统以工控机为核心，采用分布式远程模块完成数据的采集与控制信号的发送。系统底层的控制程序由VB开发，通过DDE与“组态王”开发的人机界面进行数据交换，控制算法采用专家决策系统。为此，对系统的硬件配置、上位机应用软件设计进行了较详细地讨论。     

无轴承永磁薄片电动机直接转矩直接悬浮力控制

针对矢量控制策略在完成定子电流解耦的同时也使控制系统坐标转换计算复杂化问题,提出一种新颖的无轴承永磁薄片电动机(BPMSM)直接转矩(DTC)直接悬浮力控制策略.在推导无轴承永磁薄片电动机数学模型的基础上,借鉴传统永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制的理论和方法,构建了无轴承薄片电动机直接转矩控制子系统.根据转矩控制系统与悬浮力控制系统的相似性,将直接转矩控制思想引用到悬浮力控制子系统中,构建无轴承薄片电动机直接悬浮力控制子系统.结合空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)实现无轴承永磁薄片电动机直接转矩与直接悬浮力双SVPWM控制系统,并给出了相应的控制算法,最后利用Matlab/Simulink软件环境对该控制系统进行仿真.研究结果表明:直接转矩控制策略不仅简化了控制算法,并使电动机获得了良好的动静态性能,且产生的转矩与悬浮力脉动都得到了抑制.     

宁夏南部山区杏鲍菇温室环境远程监控系统设计

针对宁夏南部山区杏鲍菇生长发育过程,应用多传感融合技术、GPRS无线通讯技术、组态王监控技术及图像传输技术实现对温室内主要环境因子及杏鲍菇生长发育过程的无线远程监控及数据采集存储。应用Matlab数据拟合工具箱,完成对室外及缓冲区环境因子的数据拟合。该研究为将来分析温室内外环境因子与杏鲍菇生长发育状况的数据关系,建立适合于西北冷凉地区生长的杏鲍菇数学模型,以及工厂化周年化生产杏鲍菇提供有利的科学依据。     

基于干扰观测器的直播机路径跟踪快速终端滑模控制

针对农田中存在不确定性干扰时,会导致建立的无人水稻直播机运动学模型精确度不高,从而使路径跟踪收敛时间长,跟踪效果较差等问题,提出由直播机运动学模型建立相应的非线性干扰观测器从而实现对不确定性复合干扰的精确观测。将观测到的干扰值补偿到运动学模型中以提高模型的精度,降低滑模控制的抖振。为了控制直播机沿指定路径作业并提高路径跟踪收敛时间,设计了一种快速终端滑模控制算法。基于李雅普诺夫判据检验了算法闭环系统的稳定性。使用Matlab/Simulink建立了农机运动学仿真模型,仿真结果表明,非线性干扰观测器能精确观测出系统的不确定性干扰。与不带干扰观测器的滑模控制算法相比,本文控制算法可有效减少收敛时间,抑制干扰带来的抖振。无人直播机水田作业实验表明,采用本文所提出的算法以1.2m/s的速度高效作业时,横向平均绝对偏差为0.0247m,均方差为0.0311m。并且转弯收敛速度快,无超调,路径跟踪精度满足实际作业要求。     

基于模糊控制的播种机精密单体播深控制仿真研究

为了提高播种机单体播深控制的精度和速度及研究播种机作业过程中土壤的变化规律,设计了一种新的播种机单体控制系统,在播种自动化控制环节中引入了模糊算法和PID闭环控制,建立了播深模糊控制的数学模型,并通过多软件联合仿真的方式对控制系统进行了仿真实验,验证了算法的有效性和可靠性。利用MatLab线性回归算法得到播深和施加力的线性回归方程,通过播深的反馈调节对施加力进行模糊控制,使用Mat Lab模糊控制工具箱设置了控制参数,最终实现播种机精密PID闭环控制。应用Pro/E软件设计了精密播种机三维参数化模型,将模型导入到ADAMS软件中进行了运动仿真,将结果和Mat Lab计算得到的结果进行对比发现:其误差小于10%,说明仿真结果是可靠的。     

基于扩展卡尔曼滤波的车辆质量与道路坡度估计

针对车辆自动变速器控制系统难以实时测得车辆质量与道路坡度参数这一问题,运用最优估计理论,以车辆纵向动力学模型为基础,建立系统的状态空间模型,运用前向欧拉法将过程方程离散化,进一步对非线性过程方程进行近似线性化,获得过程方程向量函数的Jacobian矩阵,实现了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的车辆质量及道路坡度估计算法。在Matlab/Simulink仿真平台下,进行了实车道路试验数据的离线仿真。仿真结果表明,该算法可有效估计车辆质量及道路坡度,能够满足车辆自动变速器控制系统的要求。     

水果采摘机器人自主寻径避障轨迹优化研究—基于启发式智能算法

寻径避障是水果采摘机器人中一个重要的经典问题。随着我国机械自动化、计算机控制系统和测试计量行业突飞猛进的发展,对水果采摘机器人自主寻径避障有了更高的要求。为了更好地满足现代农业种植生产的需要,启发式智能学习型寻径避障成为采摘机器人研究的热点。为此,基于启发性智能轨迹优化算法,采用传感器检测系统,设计和研究了水果采摘机器人自主寻径避障系统,并利用Mat Lab仿真软件进行了验证分析。结果表明:在复杂路况环境下,针对不同目标和路径要求,该采摘机器人能灵活避开作业途径中障碍物,具有很强的学习和适应能力,且系统运行稳定、可靠性强。     

穴盘苗自动移栽机液压变速器控制仿真研究

在穴盘苗自动移栽机液压变速系统中引入了无级变速控制策略,设计了液压机械无级变速器的机械结构,建立了CATIA三维模型,并对其传动比特性、效率特性以及模糊控制特性进行了深入分析。利用Mat Lab软件建立了Mat Lab和CATIA的数据接口,设计了传动比的Simulink仿真模型,通过计算得到了液压效率曲线、传动比随排量变化曲线、等燃油三维拟合曲线和模糊控制曲线。由计算结果可以看出:联合仿真可以得到可靠的无级变速控制参考数据,提高了秧苗移栽作业的稳定性与高效性,以及整车的自动化水平,对农作物操作的突变环境具有良好的适应性,为穴盘苗自动移栽机的优化设计提供了一种新的计算机方法。     

籽棉回潮率测量装置控制系统设计——基于PLC和组态王

籽棉回潮率的测量对于稳定棉花市场、发展棉花生产具有重要意义。为此,针对目前新疆籽棉回潮率测量存在的采集时间长、采集效率低及劳动强度大等问题,在现有籽棉回潮率自动测量装置的基础上,根据其结构特点和控制要求设计了一种基于PLC和组态王的控制系统,并进行软件开发。该系统采用三菱FX2N-64MR系列CPU作为主控单元,通过组态王6.53监控界面对电机运行状态、运行时间等参数进行实时监控。实验结果表明:该系统有效提高了籽棉回潮率的采集效率,为实现籽棉回潮率的自动化和智能化测量奠定了基础。     

ADAMS和Matlab的EPS和整车系统的联合仿真

首先利用ADAMS软件建立带有电动助力转向系统（EPS）的整车多体动力学模型；然后在Matlab／Simulink环境中设计了PID控制的EPS系统，定义了与ADAMS／CAR环境下车辆模型的数据交换接口；最后，将设计的控制系统在ADAMS／CAR和Matlab／Simulink环境下通过输入输出接口进行联合仿真。几种行驶工况下的EPS及整车的动态特性计算结果，表明联合仿真方法是正确有效的，并为其在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

接触式拖拉机导航控制系统

为提高接触式拖拉机导航系统性能和导航精度,针对玉米秸秆行间作业,设计了双层控制器接触式导航控制系统.在分析接触式导航传感器检测信号的基础上,以触杆转角为输入、前轮目标转角为输出设计了模糊控制器作为导航控制的上层控制.下层控制针对电液系统的非线性,采用带非线性补偿的PID控制器实现对拖拉机前轮转向角的控制.该导航控制方法在Matlab/Simulink平台上进行了仿真,导航控制系统在秸秆行间进行了试验验证.仿真和田间试验结果表明,导航控制算法的响应快、稳定性好.当行驶速度不超过1 m/s时,拖拉机导航精度在50 mm以内,平均误差15 mm,能满足玉米秸秆行间作业要求.     

基于模糊规则的温室微喷控制系统研究

针对温室微喷系统控制算法不稳定、适应能力差等问题,利用模糊规则设计了一种平滑切换控制算法;利用阶跃建模方法搭建微喷量与空气湿度的数学模型,简化了温室空气湿度模型;最后将WiFi和ZigBee传输技术结合来搭建温室远程控制系统。Matlab/Simulink仿真实验结果表明,模糊切换控制策略比传统模糊PID控制拥有更小的超调量、较高的稳定性,能够达到较好的控制效果。同时,实际运行结果表明,温室微喷控制系统丢包率小于15%,温室空气湿度能控制在89%左右,运行稳定且符合温室空气湿度控制要求,实现了温室空气湿度的精确控制,为发展设施化农业精细化控制提供一种解决思路。     

LiDAR探测自动对靶喷雾控制系统设计

Li DAR(Light Detection and Ranging,激光雷达)能快速获取靶标完整形貌,是目前最先进的靶标探测技术。为此,设计了基于上下位机结构的Li DAR探测自动对靶喷雾控制系统。其上位机采用MFC多线程编程,实现点云数据采集、靶标探测及喷雾时间补偿,同时具有喷雾模式及作业参数设置、喷头状态显示等人机交互功能;下位机采用C51编程,实现喷雾指令接收与喷头启闭控制。通过MatLab靶标探测算法仿真及上下位机联合调试,验证了所采用开发方式的有效性。     

基于单神经元PID的变量喷雾系统精准控制方法研究

针对现存农用无人机变量喷雾系统响应时间较长、超调量较大、跟随效果不稳定等问题,设计一种基于单神经元PID控制的农用无人机变量喷雾系统.该系统采用传感器检测流量信息作为控制依据,运用单神经元自学习能力不断调整PID参数精确调控喷雾流量,实现变量调节快速稳定的目标.为验证本系统控制算法的实际变量控制效果,采用Matlab平...