基于模糊PID的采棉机作业速度最优控制算法与试验

针对采棉机作业速度影响采棉效率的问题,提出基于模糊PID控制技术的采棉机作业速度实时调整算法,建立行走速度调节模型,实现采棉机作业速度最优控制。该算法通过实时获取棉花在线流量,经采棉输入负荷梯度堵塞条件约束,并将模糊算法和常规PID控制相结合,应用模糊规则和推理方法对PID参数进行在线整定,实时调节行走速度,实现作业速度最优控制。借助基于FPGA的硬件控制器在4MZ-5型采棉机上进行了试验研究。试验表明:所提出的算法可以根据棉花在线流量当量大小实时调整作业速度,提高了采棉机作业效率;有效避免了因采棉量过大造成的输棉管堵塞故障,提高了采棉机智能化水平。     

联合收获机喂入量灰色预测模糊PID控制

针对联合收获机控制系统的非线性、复杂性,将灰色预测理论和模糊PID控制设计思想相融合,建立了灰色预测数学模型,设计了灰色预测模糊PID控制器,并将其应用于喂入量的控制.仿真表明,灰色预测模糊PID控制算法可以提高传统PID控制和模糊PID控制的质量及鲁棒性,改善系统性能,获得较好的控制效果.     

基于模糊PID参数整定的收获机前进速度控制优化

为了提高联合收获机前进速度控制的精度,解决前进速度控制的滞后问题,使收割机具有稳定的负荷和良好的脱粒能力,对驱动轮轴装配机构进行了改进,并提出了基于灰色预测的模糊PID控制方案,将其应用在了纵流联合收割机的控制系统中。控制系统使用单片机作为速度的控制装置,并可对装置故障做出预警。为了测试收割机速度灰色预测模糊PID控制方法的有效性和可靠性,对收割机的速度控制进行了测试。以喂入量作为干扰信号,通过测试发现:灰色预测模糊PID控制的速度控制响应时间短,响应迅速,满足设计需求,可以在各类联合收割机的速度控制器推广使用,为收割机速度控制的研究提供了较有价值的参考。     

基于数据拟合的温室大棚温湿度解耦控制器设计与仿真

针对温室大棚控制系统中温湿度强耦合性特点,本文设计了一种温湿度模糊PID-解耦控制器。首先,结合传统PID控制和模糊控制方法,构造了温湿度模糊PID控制器。然后,利用多项式数据拟合法建立了温湿度补偿关系式,并设计了温湿度解耦控制器。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建了温室大棚温湿度控制系统整体仿真模型,并对比分析了传统PID、模糊PID和模糊PID-解耦控制方法。结果表明:提出的模糊PID-解耦控制方法具有响应速度快、无超调振荡等特点,优化了控制系统的动态性能。     

阻尼累加离散灰色预测的Smith预估智能灌溉系统

灌溉系统具有非线性、多干扰和时滞性等特点,为实现灌溉控制的智能决策与精准灌溉,提出基于阻尼累加离散灰色预测的Smith预估变论域模糊PID灌溉控制模型（DADGM-SVUFP）。针对模糊PID控制器控制精度不高、适应性不强等不足,设计指数函数型伸缩因子自适应调整模糊变量论域,采用Smith预估补偿器消除系统时滞性影响,改善系统适应性和鲁棒性。结合离散灰色预测（DGM）和阻尼累加灰色预测（DAGM）模型的预测性能优势,提出阻尼累加离散灰色预测（DADGM）利用阻尼趋势参数减缓预测过程数据变化趋势,有效提高了灌溉系统稳定性和控制精度。构建FPID、NVUFP、DGM-NVUFP和DADGM-SVUFP四个控制模型实施水肥灌溉控制仿真试验,结果表明DADGM-SVUFP与其他模型相比稳态误差最优,调节时间比NVUFP、DGM-NVUFP分别少3.75 s、1.29 s,超调量比NVUFP、DGM-NVUFP分别降低9.2%、5.4%。灌溉测试进一步验证基于DADGM-SVUFP的智能灌溉系统适应性好、响应迅速、控制精度高,控制效果和系统稳定性均优于其他模型,能够满足水肥气灌溉系统的智能决策和精准控制。     

生物质气化炉智能控制系统

针对生物质气化过程具有的非线性、不稳定性、大时滞和强干扰等特点,提出了一种生物质气化炉的智能控制方法控制方法,包括温度控制环和可燃气体含氧量控制环的生物质气化炉双闭环智能集成控制方法。温度控制环采用主、副控制结构:主控制器采用基于BP神经网络模型,建立温度的BP神经网络模型;副控制器根据温度预测结果实现跟随控制。可燃气体含氧量控制环引入温度和含氧量两个反馈,主控制器采用模糊免疫PID控制,推算最优鼓风机转速;副控制器实现对鼓风机速度进行跟随控制。仿真结果表明了该方法的有效性和优越性。     

模糊免疫PID-Smith控制器及其在液位控制中的应用

针对淀粉乳业生产液位控制中的大滞后、模型不确定等特性，设计了模糊免疫PID—Smith预估控制系统。该控制器同时兼顾了模糊免疫PID控制器和Smith预估器的优点，既可以整定参数，又使控制器提前动作，减少超调。Matlab仿真显示，该控制器具有良好的自适应性和鲁棒性，控制效果明显好于免疫PID控制效果。     

基于灰色预测的孵化改进模糊控制系统

针对孵化过程具有的非线性、不稳定性、大滞后和多干扰等特征,提出了一种基于灰色预测的孵化改进模糊控制方法。灰色预测主要是通过预测孵化参数方便后续控制,而改进的模糊控制方法引入比例环节,克服了传统模糊控制器结构上的不足,能够较好地适应具有大延迟特性的对象。仿真结果表明了该方法的优越性和有效性。     

基于模糊PID控制的无刷直流电机调速系统研究

无刷直流电机(BLDCM)是一个非线性、多变量、强耦合的系统,常规的PID控制难以达到良好的控制效果,模糊PID控制器依据模糊算法在线自整定PID参数,可弥补常规PID的不足之处,提高控制精度,取得更好的控制效果。论文对所设计的模糊PID控制器在Matlab/Simulink环境下进行了纯数学仿真的研究及调试。在数学仿真的基础上,采用dSPACE硬件平台对电机进行了硬件在环仿真,通过直接控制实物电机,验证了模糊PID控制系统具有良好的动、静态性能。     

基于模糊理论的参数自适应PID智能控制系统

针对平地机进行刮平作业时无法实现稳定恒速控制的问题,提出了基于模糊理论的参数自适应PID算法的行走智能控制系统,并完成了将该算法应用在平地机的控制系统中协调解决作业时油门大小、档位和恒速控制问题。同时,为验证参数自适应PID算法对整机运行参数实时监控的有效性和可靠性,系统采用单片机作为控制器,通过Mat Lab软件的Simulink仿真,分别对平地机作业恒速控制设定干扰信号、参数自适应过程性能以及不加PID、加PID、自适应模糊PID3种控制方式进行了恒速控制效果对比分析。测试显示:该系统响应时间短、速度较快,具有良好的工作稳定性和可靠性,能够满足设计要求。     

基于ZigBee的温室温度控制系统

为解决温室灰色预测模糊PID控制算法控制适应性差的问题,在灰色预测模糊PID控制算法的基础上,加入依据室外温度变化的模式控制算法,构建了由温度采集节点、中心节点、温度控制节点与PC机组成的ZigBee无线网络温度控制系统。在IAR Embedded Workbench IED和Visual C++6.0环境下,开发了ZigBee节点程序和上位机算法程序。对灰色预测模糊PID算法和改进控制算法进行了对比控制试验,并依据Harris理论对两种算法的控制精度进行了评价。试验结果表明:改进控制算法比灰色预测模糊PID算法控制精度提高了0.2℃。     

参数自适应模糊PD在恒压供水中

为了提高大范围变负荷恒压供水系统的控制精度和可靠性，提出了采用多台水泵分级控制，变频调速的恒压控制策略。针对恒压供水系统具有多参数、非线性、大时滞的特点,设计了一种参数自适应模糊PID控制器。该控制器能够对供水系统中的水压调节进行有效控制。仿真结果和实际应用表明,采用参数自适应模糊PID控制器后,控制系统的响应速度加快,超调量减小,过渡过程时间大大缩短,振荡次数少,具有较强的鲁棒性和良好的稳定性。该系统取代了高塔或水泵直接加压供水方式, 提高了供水质量, 节能效果明显, 极具推广及应用价值。     

生物质气化炉模糊免疫PID-P串级控制研究

针对生物质气化过程是一个具有非线性、非最小相位特征、不稳定性、大时滞和负倚干扰特点的动态过程,提出了一种生物质气化炉的模糊免疫PID-P串级控制方法.内环采用P控制器,以快速消除外界负荷干扰带来的不稳定波动,外环采用模糊免疫PID控制器,以保证气化炉气温及烟气含氧量稳定在给定值.仿真结果表明了模糊免疫PID-P串级控制方法的有效性和优越性.     

基于SimMechanics机械臂自适应模糊PID控制仿真研究

针对传统PID控制机械臂在运动中存在跟踪精度低、响应速度慢、动态性能差等问题,提出采用自适应模糊PID控制。通过用Sim Mechanics搭建二自由度机械臂模型,分别运用传统的PID控制和自适应模糊PID控制方案进行仿真并比较上述两种方案控制效果。仿真结果表明,所设计的自适应模糊PID控制器相比传统的PID控制器对控制机械臂运动有更好的控制效果。     

基于模糊神经网络的磁悬浮球位置控制研究

为了实现磁悬浮球系统高精度位置控制,提出一种基于模糊神经网络补偿PID控制的磁悬浮球系统位置控制新方法,该控制系统由模糊神经网络辨识器、PID控制器和模糊神经网络控制器组成。模糊神经网络辨识器基于PID控制器所提供的训练数据,建立控制系统误差与控制量之间的动态模型并将网络辨识参数实时传递至模糊神经网络控制器,模糊神经网络控制器基于实时辨识模型计算得到当前周期的补偿控制量,实现对PID控制的在线动态补偿,避免了离线训练过程,且无需建立精确的数学模型。方波信号仿真和实验结果表明:模糊神经网络补偿控制精度分别由PID控制的0.014 2 mm和0.221 1 mm提升至0.006 8 mm和0.073 9 mm,控制系统具有良好动态性能。     

模糊控制在发动机测控系统中的应用

针对发动机测控系统的转速调节,设计了一种转速模糊控制器。该控制器通过Matlab进行仿真,并与传统的PID控制器进行了阶跃响应的对比,试验结果表明该控制器要比传统的PID控制器具有响应快、超调小、控制曲线平滑。     

基于MATLAB模糊自适应工具箱的PID参数优化研究

模糊控制理论是一类可用于复杂系统优化且具有鲁棒性的智能算法,模糊自适应工具箱为模糊控制理论的推广和应用提供了良好的工具。针对经典PID的局限性,利用模糊自适应工具箱对PID控制器参数进行优化。仿真结果表明:模糊自适应PID控制器能使系统达到良好的控制效果,对进一步应用研究具有参考价值。     

柴油机怠速模糊PID控制的研究

研究了基于模糊PID控制的柴油机怠速控制系统,重点介绍了模糊PID控制算法在柴油机怠速控制中的应用,并对控制系统进行了仿真验证。结果表明：在模糊PID控制下,当系统模糊规则选取合适时,系统的动、静态性能均较经典的PID控制器优越。     

恒压供水系统模糊PD控制t

当被控对象结构或参数变化时,比例－积分－微分（PID）控制器因参数不能在线调节使得控制性能变差。模糊自适应PID控制器在传统PID控制器基础上,引入模糊逻辑推理,利用被控量偏差及偏差的变化,在线调整PID参数。通过仿真分析得出,在抗扰动性能上,模糊自适应PID控制没有明显的优势,而当被控对象结构或参数变化时,模糊自适应PID控制比PID控制性能优越。     

基于模糊PID控制的自动灌溉系统设计

传统的农业灌溉通常采用人工控制阀门的方式,灌溉系统具有非线性、时变性的特点,管网压力难以保持恒定。为稳定管网压力,首先对模糊自适应PID控制策略进行分析,完成模糊子集及模糊规则的模糊化设计;然后在MATLAB软件中搭建灌溉系统的仿真模型框架,结合灌溉管网的承压要求进行仿真;最后,采用PLC作为控制系统的核心控制器,对灌溉设备控制电路进行整体设计,满足灌溉系统的远程控制功能。模糊自适应PID控制较常规PID控制具有较强的鲁棒性、稳定性和适应性。