基于模糊PID控制的智能温度控制系统研究

温度控制系统是工业生产和生活中常用的控制系统，目前常用的控制算法包括PID控制、模糊控制、自适应控制和神经网络控制等。其中，PID控制是最常用的控制算法，但其精度受到温度变化的影响较大，即PID参数不能自动调整以适应环境变化。为了解决PID温度控制系统适应性不强的问题，引入模糊控制系统，与传统PID控制相结合，对温度控制系统进行研究与分析。运用Matlab模糊工具箱搭建模型并仿真，对比了传统PID温度控制与模糊PID温度控制，结果表明模糊PID温度控制效果较好。     

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％.     

模糊控制在农作物灌溉领域的实践探析

以水稻生长期的各项生理指标作为切入口,利用电子传感技术和无线通信技术,对苏南水稻生长期需水量进行研究分析,由土壤含水率传感器FDS-100采集土壤含水率数据,通过路由器节点将接收到的土壤含水率直接通过UART串口发送到电脑端的监控软件,并且在电脑端实时显示、记录并保存。同时,监控系统根据土壤的含水率和水分变化率,采用模糊控制来精细化反馈指导灌溉作业,以有效节约水资源,提高水稻产量。     

篮球战术在采摘机器人避障模糊控制系统中的应用

为了实现采摘自动化,加快采摘机器人的普及,在成本低廉的测距传感器模糊控制避障系统的基础上,设计了新型摘机器人避障系统。基于篮球战术规则设计了模糊规则库,提高了避障精度。系统包括避障系统、目标导引系统、权重分析系统和动作融合系统,最终输出机器人的速度V和转角Δθ。通过控制左右两驱动电机,实现机器人的速度V和转角Δθ。本系统具有成本低及工作可靠性高的特点,通过系统仿真发现,与传统的传感器模糊控制避障系统相比,该系统显著提高避障性能。     

一种改进的双能量源电动汽车功率分配策略

以并联式双能量源(锂电池组&超级电容)纯电动汽车为研究对象,提出一种改进的功率分配策略。这种功率分配策略在模糊控制的基础上增加深度神经网络训练过程,以获得更精确的功率分配因子。通过整车模型构建、功率分配模型构建、功率分配策略制定、仿真验证结果分析后得出结论:与电量消耗功率分配策略相比,这种改进的功率分配策略能优化锂电池组和超级电容二者之间的功率分流,限制锂电池组充放电的峰值电流,延长复合储能系统的工作寿命,提升动力系统的工作效率。     

基于RTK-BDS的果园农用车辆自主导航系统研究

根据果园农用车辆作业需求,设计了一种基于RTK-BDS的自动导航控制系统。利用卡尔曼滤波技术提高了RTK-BDS在果园应用中的定位精度,同时将模糊控制与纯追踪模型相结合,设计了果园农用车辆直线跟踪导航控制器,并进行了追踪仿真和田间试验。结果表明:当果园农用车辆前进速度为0.5m/s时,最大横向误差不大于0.086m,平均误差不大于0.036m。     

基于变论域模糊控制算法的树木年轮测量仪直流电机转速控制

为提高电机转速控制精度,分析了PID控制算法和变论域模糊控制算法原理,分别使用这2种控制算法控制年轮测量仪直流电机,并对落叶松、油松、云杉、山杨、白桦、红桦、辽东栎等7个树种圆盘进行测试,每个树种测试10次。变论域模糊控制算法电机转速在电机启动后约90 ms后进入稳定状态,PID控制算法约需要160 ms才进入稳定状态。在70组测试数据中,变论域模糊控制算法的误差标准差的总平均值是33.8r/min,PID控制算法的误差标准差的总平均值是40.3 r/min,模糊控制算法的控制精度比PID控制算法高0.21%。试验结果表明:变论域模糊控制算法与PID控制算法相比,变论域模糊控制算法响应速度快、鲁棒性好、稳态误差小。在变论域模糊控制算法的控制下,年轮测量仪对7个树种的平均年轮测量精度是84.38%,而PID控制算法下的平均测量精度是78.13%。因此,年轮测量仪直流电机控制算法选用变论域模糊控制算法。     

基于电力驱动的拖拉机动力系统设计分析

针对目前我国大部分拖拉机仍采用燃油提供动力的现状,设计了基于电力驱动的拖拉机动力系统。拖拉机动力系统主要分为硬件部分和软件部分,硬件主要组成为驾驶引导模块、电源模块、动力输出模块和负载模块,软件部分为系统通道模块和数据存储模块。该动力系统通过模糊控制理论对换档过程的离合器进行控制,以提高拖拉机的动力和性能。试验结果表明:拖拉机动力系统可以为拖拉机的作业提供足够的动力,能够满足农业要求。     

某燃料电池汽车能量管理策略优化方法研究

目前燃料电池的输出特性偏软,不能吸收制动能量;而且在低温时启动性能受限,需要与辅助能源配合使用(如动力电池或超级电容),因此需要合适的能量管理策略对多种能量源的能量输入、输出进行管理,以达到更好的动力性、经济性。基于分析汽车行驶过程中的能量流动情况,并以专家经验为基础,以汽车需求功率、动力电池SOC为输入量,以燃料电池DC/DC端的输出功率为输出量,设计模糊能量管理策略。将模糊能量管理策略封装到ADVISOR整车仿真模型中,以NEDC循环工况进行仿真,仿真结果表明,模糊能量管理策略满足整车动力性和经济性设计目标,并且相较于传统功率跟随式控制策略在百公里氢耗上降低了8.98%、纯氢续驶里程提高了7.73%、总系统效率提高了4.02%。研究成果对更为合理地制定燃料电池汽车能量管理策略提供参考和依据。     

智能混肥控制系统水肥浓度控制策略研究

如今中国农业正处在由传统的粗放型农业向现代化农业转型的关键时期,现代的物联网、大数据、智能控制等技术的发展为农业的转型提供了坚实的技术支撑。中国作为世界最大的农产品生产国,设施农业种植面积位列世界第一,但设施和设备的技术含量不足且尚未实现规模量产,严重影响了农业现代化的推进。为此,基于智能水肥控制技术,针对智能水肥一体机混肥浓度非线性问题,提出了一种变论域模糊控制算法VFPID,结合传统PID控制器后,在混肥过程中水肥耦合液浓度控制超调量变小、调节时间短,控制效果显著。变论域模糊控制器经过论域调整,在线自整定输出变量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d,同时作为PID控制器输入量,并运用在线自整定功能的控制器,实现了控制过程中浓度调解时间更短、控制精度更高的目标。