基于分数阶模糊PID控制的水轮机调节系统研究

针对水轮机调节系统中传统PID控制规律存在适应性不足的问题,设计了一种新型的分数阶模糊PID控制器(FOFPID),该控制器在模糊PID控制器(FPID)的基础上将微分及积分阶次进行从整数阶到非整数阶的拓展,并利用改进Oustaloup滤波算法对该控制器中的分数阶微积分进行数字实现.提出了一种基于Rechenberg五分之一法则的动态适应量子粒子群算法(DAQPSO),对水轮机调节系统控制器参数进行优化.仿真试验表明:FOFPID控制器在水轮机调节系统扰动幅度及运行工况变化时具有较强的适应性,并在水轮机调节系统参数发生变化时具有更好的鲁棒性;与QPSO,RLQPSO及MLQPSO相比,DAQPSO算法具有较好的计算精度,能为水轮机调节系统控制器提供更优的参数候选方案.     

基于模糊PID控制的激光投线仪光线调节系统

激光投线仪能提供水平线和铅垂线基准,适用于泵站建设中建筑物与机电设备安装的基准标定.为解决传统激光投线仪光线校准精度较低、调节速度慢、人为因素影响较大等问题,在对现有激光投线仪光线调校原理深入研究的基础上,提出了一种新型激光投线仪光线调节系统.首先,设计了一套光线调节平台,该平台采用伺服电动机驱动光线调节螺栓,调节光线的水平度和垂直度,并通过线阵电荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)检测激光线的水平度与垂直度来实现设备的校准;其次,基于模糊“比例-积分-微分”(proportion integration differentiation, PID)控制方法设计了用于实现光线自动调节的闭环控制系统.试验测试结果表明,所设计的光线调节平台调节过程平缓,速度快,水平度与垂直度都能控制在±1 mm/5 m范围内,满足出厂要求.     

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。     

基于光照的温室加热系统模糊PID控制

为了给冬季作物提供适宜的生长环境,综合考虑自然光和节能因素,提出了一种基于光照的温室加热系统模糊PID控制方法。首先,根据温室的光照强度和天气预报信息,建立温室内温度的设定模型;然后,结合常规PID控制算法简单、鲁棒性好及可靠性的优点,采用模糊控制思想对PID控制参数进行调整,使控制系统可以依据不同的偏差相应地调整;最后,使用Mat Lab中Simulink对控制算法进行了仿真试验。结果表明:该控制方法稳定性高、动态响应好、抗干扰能力强,为提高温室生产的经济效益提供了理论依据。     

水轮机调节系统的动态滑模控制

针对水轮机调节系统在滑模控制中的抖振问题,研究基于滑模控制方法设计了水轮机调节系统的动态滑模控制器。首先建立了考虑超长引水隧洞的水轮机调节系统的数学模型,并设计了动态滑模控制器;然后通过粒子群和灰狼混合优化算法（PSOGWO）对设计的控制器参数进行了优化;最后采用设计的动态滑模控制器对水轮机调节系统进行了正弦和阶跃的轨迹追踪试验,用于评估不同控制器的优越性和有效性。仿真结果表明,设计的动态滑模控制器不仅提高了水轮机调节系统的控制性能并减少了轨迹追踪的收敛时间,而且能够显著减小滑模控制的抖振效应和轨迹追踪的误差。     

基于二次调节技术传动系统转速的模糊PID控制研究

根据二次调节静液传动系统的特性和实际情况,可将传动系统简化为一个三阶系统进行研究。本文设计了一种模糊PID控制器,并进行仿真分析。结果表明,模糊PID控制器能提高二次调节静液传动系统的响应速度和缩短稳定时间,改善系统的控制性能。     

基于模糊PID控制的汽车底盘模拟测功机测控系统

分析并建立了汽车底盘测功机测控系统数学模型，引入模糊推理机制自整定PID参数的方法，对室内模拟汽车道路行驶阻力的过程进行改进，利用仿真对该系统的阶跃输入进行响应，并给出了某型汽车在试验台上加速试验的数据及数据分析。     

基于模糊PID控制饲料配料系统的仿真研究

以淮安天参农牧水产有限公司饲料生产线PLC技术改造为背景,选择生产流程中最关键的配料工序进行研究。为提高配料系统控制精度和稳定性,改善或消除落差等因素的影响,采用模糊控制技术,以配料流量为控制参数,设计了模糊PID控制器。建立了配料系统的数学模型,并采用MATLAB软件进行了仿真,结果表明,采用模糊PID控制具有更好的动态特性,能有效提高系统的配料精度和稳定性。     

基于遗传算法的自适应水轮机调节系统

为了进一步改善水轮机调速器的鲁棒性，有利于我国的水电行业向着“无人值班”的管理模式健康发展，提出了基于遗传算法的自适应水轮机调节系统的硬件结构和软件结构，并针对应用实例进行了仿真计算。由于基于遗传算法的自适应水轮机调节系统能够根据调节对象的变化，辨识并优化控制器参数，因而使得调节器具有智能化的特点，符合调速器的发展方向。     

基于PCA-SDG的水轮机调节系统故障诊断

讨论了基于符号有向图SDG的故障诊断方法,建立了闭环控制系统的SDG模型及故障诊断推理规则.利用经验方法建立了典型的水轮机调节系统的SDG模型及故障诊断推理规则.针对SDG模型节点符号确定的主观性问题及节点阈值的组合爆炸问题,将主元分析PCA方法与SDG模型结合用于故障诊断.利用系统运行数据建立主元分析PCA模型,根据PCA模型构造残差统计量进行故障检测,当有故障发生时,将每一检测分量对残差统计量的贡献率与设定的贡献率阈值比较,得到各检测分量的定性符号值,该符号值作为SDG模型中相应节点的符号,根据SDG推理规则进行故障推理,找出故障源.根据现场运行数据建立水轮机调节系统的PCA模型,应用PCA-SDG故障诊断方法对其进行故障诊断,模拟系统传感器恒偏差故障,对故障诊断过程进行仿真,结果证明该PCA-SDG故障诊断方法对水轮机调节系统是有效的.     

基于分数阶PID的农用车辆自主导航控制器设计

讨论了时滞对农用车辆自主导航控制器设计的影响,设计了PD控制器和分数阶PD控制器,以消除时滞对车辆导航控制系统的影响。基于ITAE性能指标,为农机导航研究提供了两种抑制时滞影响的控制器设计方法。提出一种分数阶PID设计的改进方法,以补充基于平相位法的分数阶PD控制器参数调整的不足。实验结果表明,设计的控制器能够有效抑制时滞给车辆导航带来的不利影响,且系统在分数阶PD控制器作用下,能够承受更大的时滞,鲁棒性更强,可以为大中型拖拉机后期车载导航控制系统平台的搭建提供一种技术方案。     

基于降维观测器的分数阶系统的稳定控制分析

针对分数阶线性系统,提出一种基于降维观测器的状态反馈控制方法。通过重构部分状态变量设计降维观测器,使系统状态渐近收敛估计状态;然后采用矩阵奇异值分解和线性矩阵不等式方法,得到闭环控制系统稳定条件和控制器参数求解方法;最后,用仿真验证所提方法的有效性。     

基于自适应模糊PID控制下拖拉机液压系统的优化

为了实现拖拉机电子液压系统在田间的压力控制，建立了拖拉机液压控制系统数学模型，并结合压力控制算法设计了拖拉机自适应模糊PID控制系统，以实现拖拉机的压力控制。以传统PID算法、带补偿修正的传统PID算法和补偿修正的自适应模糊PID算法进行试验，验证不同控制器对拖拉机的压力控制效果。研究结果表明：当输入为1.5MPa的阶跃信号，传统PID控制器的响应时间为2.5s,波动范围为0.5MPa;带补偿校正的自适应模糊PID的响应时间为1.5s,波动范围为0.3MPa,响应时间降低了40%,压力波动范围也减少了40%。因此，提出的补偿修正的自适应模糊PID算法下拖拉机液压系统具有更好的动态控制性能。     

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。     

基于单片机的模糊PID喷灌系统

以某农业示范园喷灌系统为背景,根据其原喷灌系统存在的耗能大、水压波动大和自动化程度低等缺陷,研发了模糊PID恒压喷灌控制系统。根据喷灌系统管网的水压、流量等参数和气温、季节等情况,调整水泵的投入台数及转速,实现全自动喷灌。针对控制系统的模型,对模糊自适应PID算法进行了研究和计算机仿真。运行结果表明,系统采用模糊PID控制后,其稳定性得到了较大的改善,响应时间大大缩短,超调量得到了明显改善,可根据不同气温和不同季节全面调控水量,消除管路压力的波动,保证了喷灌质量,达到了节能降耗目的。     

基于SOA的水轮机调速系统PID参数优化

针对现有优化方法复杂、易陷入局部最优等问题,为水轮机调速系统提出了一种基于人群搜索算法的比例-积分-微分控制参数优化方法.为验证该算法的可行性,建立了水轮机调速系统非线性模型,选取水轮发电机组转速偏差的积分时间绝对误差指标作为目标函数进行优化.为验证优化结果的有效性,将人群搜索算法的控制效果与参考文献中粒子群算法的控制...     

基于P的水轮机调节系统实时动

水轮机调速器仿真系统作为水电站的一个重要的测试手段,有着传统的调速器测试手段所无法比拟的优点。受计算机软硬件技术的限制,以前的调速器仿真系统在实时性和可用性方面存在一定的缺陷。基于奥地利B&R公司的可编程计算机控制器（PCC）PP41,设计了一套实用可行的水轮机调速系统实时动态仿真仪,提高了数据采集和传输的实时性和准确性,可以对水轮机调速器进行快速准确地测试调整。     

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。     

基于改进Smith预估补偿的智能滴灌系统模糊PID控制

由于温室滴灌系统模型参数易受环境变化的影响,导致传统模糊PID的控制精度不高,因此提出一种改进Smith预估补偿的滴灌系统模糊PID控制方法。MATLAB/simulink仿真实验结果表明,改进Smith预估补偿的模糊PID控制相比传统模糊PID具有更好的控制品质和更短的响应时间,且过渡过程更短、超调量更小、稳定性更高,控制效果明显提升;同时,蔬菜温室的田间测试结果表明,滴灌系统的最大超调量为5.95%,且系统稳定后,土壤湿度始终保持在60.22%左右,运行稳定且符合温室的灌溉要求,实现了灌溉的精准管理和精确控制,为发展设施农业精准灌溉提供一种新的解决方案。     

车辆电动转向系统的卡尔曼滤波模糊PID控制

通过对车辆动力转向系统的动力学分析,建立了动态数学模型。为了克服单独使用PID控制和模糊控制时的问题,提高控制系统的响应速度,减小超调量,减小稳态误差,设计了模糊控制和PID控制相结合的多模态控制器,实现了分段控制;并由卡尔曼滤波对控制信号进行滤波处理,减小路面随机干扰和传感器测量噪声的影响,从而进一步提高了控制效果。仿真和试验结果表明,该控制方法能够明显改善控制性能。