枸杞烘干窑温湿度模型参考自适应控制器设计

自适应控制具有适用多种谷物干燥机、控制器对干扰的响应速度较快以及控制模型中的参数能随外界条件的变化进行自动调节等优点.枸杞烘干窑温湿度的控制特点适合采用自适应控制系统.为此,依据枸杞烘干窑温湿度控制的数学模型,采用超稳定性理论,设计出枸杞烘干窑温湿度模型参考自适应控制器,并对其控制稳定性进行了模拟评价.     

农田平地机导航侧滑估计与自适应控制方法

针对农田平地机在无人驾驶作业时因受地面侧滑影响而导致路径追踪控制精度降低的问题,提出一种基于牵引式农田平地机的导航侧滑估计与自适应控制方法。根据路径追踪时平地铲与拖拉机的位置关系,建立了牵引式农田平地机的运动学模型;基于运动学模型,提出了一种侧滑估计器,用来预测导航控制中车轮因侧滑产生的侧滑角,并计算出拖拉机的前轮转角控制率;采用改进的非线性函数构造方法对PID控制器的参数KP、KI、KD进行实时整定,实现了农田平地机自适应导航控制。田间试验表明,该方法使平地铲路径追踪的平均绝对偏差减小了6.78 cm,标准偏差减小了10.1 cm。与无侧滑估计和参数自适应的导航控制相比,本文方法提高了农田平地机的路径追踪精度,增强了导航控制系统对平地机的适应性和鲁棒性。     

具有监督功能的斜拉索-MR系统自适应模糊减振控制研究

针对磁流变(Magnetorheological, MR)减振控制系统边界条件难以确定、外界激励未知、系统存在建模与结构误差等实际工程问题,本文基于模糊估计与观测理论,以斜拉索减振为应用对象,提出了一种具有监督功能的斜拉索-磁流变系统自适应模糊减振控制器设计方法。在控制器设计中,通过模糊估计、自适应补偿器策略降低未知激励突变、参数与建模估计误差对减振控制性能的影响,并且引入监督控制方法监督减振控制性能,提高了减振控制系统的控制精度。基于李雅普洛夫方法证明了斜拉索-磁流变阻尼器减振系统的状态有界、渐进稳定,斜拉索以小振速、小振幅收敛。最后以宁波招宝山斜拉桥C20号斜拉索为例进行了仿真验证,仿真结果表明,该方法对未知外界激励干扰、系统结构不确定具有鲁棒性,且减振效果明显。     

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。     

基于自适应调控技术的农田监测无人机设计

以农田监测用四旋翼无人机为研究对象,针对控制过程出现的强振动和干扰信号,采用自适应调控技术建立了一套四旋翼无人机自适应控制系统。当外界干扰信号频率不断提高时,四旋翼无人机自适应控制器能够有效地对外界干扰进行抑制,同时对不确定因素进行自适应。四旋翼无人机自适应控制器有效解决了由无人机自身产生的振动干扰信号,对瞬态响应过程中的误差信号进行跟踪,确保无人机具有较好的瞬态性和飞行控制稳态性能。     

数字化电机调速系统中神经元控制器的应用

神经网络具有自学习、自适应能力，用于控制时可不依赖控制对象的数学模型。为此，基于单神经元设计出用于交流电机矢量控制的自适应磁链和转速控制器，并应用于由数字信号处理器(DSP)实现的交流电机矢量控制系统中，实验表明：此方法设计的控制器结构简单，易于数字化实现，控制系统动态性能良好。     

直接驱动机器人自适应-PD复合运动控制研究

针对直接驱动机器人结构参数与摩擦参数的非确定性,提出机器人自适应-PD控制策略。首先分析了机器人的两类不确定性,推演了机器人动力学方程,给出不确定性动力学结构量的线性化表示;然后,对关节摩擦力矩矢进行了建模;为补偿动力学不确定性给机器人带来的控制误差,构建含位置与速度反馈的双闭环控制系统,引入自适应机构辨识不确定性参量,并据此规划出自适应控制律;为提高运动控制精度,在控制器中嵌入PD子控制器。仿真实验显示,系统的位置和角速度跟踪误差分别为-0.02°~0.03°与±0.005 rad/s,表明自适应-PD控制律可实现直接驱动机器人精密轨迹控制。     

智能切换的模型参考模糊自适应内模控制的研究

针对具有大惯性、大滞后特性的电厂主汽温对象,采用模型参考自适应控制的思想,结合模糊控制和内模控制方法,提出了一种模型参考模糊自适应内模控制方法:在相消法设计内模控制器的基础上,利用参考模型的系统误差及其变化率去调节控制器中的参数。并用带反馈校正的模型预测作系统输出预测,根据系统响应和系统预测值是否在给定误差范围内来共同决定控制量在限幅值与内模控制器输出值之间进行在线智能切换。并通过热工对象的仿真研究,证明其有效性。     

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。     

神经元自适应PID控制的应用--以汽车发动机转速控制为例

在汽车发动机转速控制中,PID控制具有简单,快速的优点,但是参数调整比较困难。因此,在分析了神经元的自学习机理的基础上,设计出基于神经元的自适应PID控制器。通过仿真结果表明,该控制器利用神经元的自适应能力实现了PID参数的在线调整,具有很强的鲁棒性,是发动机转速控制的有效方法之一。     

基于粒子群算法的汽车自适应巡航控制器设计

提出了一种基于粒子群优化算法的模糊自校正控制器参数优化方法。基于搭建的Carsim和Simulink联合仿真环境,选取典型优化工况,利用粒子群优化算法对控制器比例因子和隶属度函数形状参数在取值区间内多次随机选值,并重构控制器,发挥算法本身具有的记忆最佳取值点和各点间相互对比机制,以跟踪目标函数为最优,实现对控制器性能优化问题的求解。通过典型工况仿真和实车试验结果表明,该方法优化后的控制器具有更优良的控制性能,可有效降低自适应巡航系统与整车的性能匹配设计工作量,为模糊控制器的参数确定提出了一套可行的研究途径。     

串联输水明渠PID多指标自适应算法及仿真研究

经典PID控制的控制器参数经整定后一般设为定值,当控制对象参数受环境影响而发生改变时,其控制性能会有所降低。针对大型输水明渠这一特殊的控制系统,为适应受控对象的状态变化,保持较好的控制效果,提出一种可在线调节控制器参数的自适应PID控制算法,并针对多种优化目标进行分析、比选。该算法采用绝对值误差积分IAE与衰减率DAM、超调量OVR作为性能指标参数,通过控制器参数与性能指标的函数关系,提出自适应规则,根据该规则在线调节PID控制器的主要参数Kp、Ki值,使系统动态响应及控制性能进入优化区域。通过对某大型调水工程输水渠道系统干渠串联渠系进行建模仿真,结果表明经过自适应调整,渠系在常规PID算法的基础上系统闸门超调量降低9%～21%、闸门调节次数至少减少1～2次,稳定时间提前15小时以上。可见自适应优化算法对于变化的控制对象,能根据选定的性能指标进行控制器参数的自我优化,不依赖精确的数学模型,尤其针对受控对象部分参数存在缓慢时变的特点有针对性的优化,对于我国广大灌区渠系运行调度以及大型输配水工程的运行管理具有一定的参考价值和应用前景。     

基于模糊PID控制的自适应喷雾系统设计与试验

针对现有果园风送式植保喷雾机的定量喷药装置,设计了一种基于模糊PID控制的自适应喷雾系统并进行分析试验。对喷雾机的结构进行设计,完成控制系统布置,使用模糊控制器对PID参数进行优化,并通过与传统PID控制器的仿真分析对比验证了模糊PID的控制效果。研究了自适应喷雾系统在实际作业过程中的喷洒效果,并验证了该系统在保证喷洒效果良好的情况下比连续喷药节约药液30%以上。该系统节省了劳动力,单人即可操作此风送式植保机。     

水稻直播机自动驾驶模糊自适应控制方法

为了提高在水田等恶劣环境下作业的自主导航水稻直播机的性能,提出了一种利用模糊逻辑推理自适应调整PD控制器参数Kd的最优控制方法。首先根据水稻直播机的运动学模型,建立链式空间状态模型;然后基于链式空间状态模型,设计了PD控制器,并根据现场实验确定了参数Kp、Kd的取值范围,通过仿真得出了Kp和Kd的值,以及两者比值对系统稳定性和响应速度的影响;最后,提出了模糊自适应控制方法。仿真结果表明,相对于固定参数的PD控制器,模糊自适应控制方法超调较小、上线速度更快、稳定性较好。实地实验结果表明,该方法在水泥路面上平均绝对横向偏差小于0.021 m,水田直线跟踪平均绝对偏差小于0.040 m,与传统的PD控制和纯追踪控制相比,能够有效提高自主导航控制系统的稳定性和快速性。     

模糊PID控制在锅炉汽包水位中的应用研究

针对工业锅炉给水控制过程的特点，应用一种带有参数在线自校正模糊PID控制器的三冲量控制系统，实现工业锅炉汽包水位的定值控制。三冲量是引入了三个测量信号：汽包水位、给水流量和蒸汽流量。整个控制系统形成两个闭合回路。其一是给水流量测量装置、调节算法、给水调节阀构成的内回路；其二是由水位变送器、调节算法、整个内回路及对象控制通道所构成的外回路。蒸汽流量信号是前馈信号。     

基于SOA优化模糊PID的水肥控制系统研究

为解决目前水肥控制系统中存在的精度低、稳态性差、过度依赖专家经验等问题,基于模糊PID控制模型,设计一种SOA优化模糊PID的水肥控制系统.系统采用具有自适应特性的SOA算法,智能优化模糊PID控制器的量化因子、比例因子,完成对系统中各项参数的自适应调整.综合Simulink水肥控制对比实验可知,SOA优化的模糊PID...     

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。     

基于改进樽海鞘群算法的四旋翼飞行器姿态优化控制

针对集总干扰下四旋翼飞行器的姿态控制问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器的快速连续非奇异终端滑模控制策略。该方法通过线性扩张状态观测器来估计和补偿集总干扰的影响,提高控制器的稳定性;借助非奇异终端滑模面有限时间收敛的特性设计控制律,加快控制器的收敛速度;控制器的稳定性分析由Lyapunov函数得以证明。引入樽海鞘群算法来优化控制器中的参数,提升控制性能。进一步地,引入一维正态云模型与自适应算子来克服参数整定算法的固有缺陷,增强其优化能力。通过仿真与试验验证了本文方法的有效性与实用性,结果表明:在阵风干扰下,本文方法比线性自抗扰控制策略具有更高的跟踪精度、更强的抗干扰能力与更快的响应速度。     

基于模糊PID的智能烟叶烤房控制系统

根据烟叶烤房的特点及常规PID控制器的局限性,设计了基于模糊PID的烟叶烤房控制系统。采用模糊控制理论,根据系统运行过程中的偏差绝对值及偏差的积累绝对值,对PID参数进行实时校正。当系统参数或工况发生变化时,逐步调整PID参数值,使系统控制性能处于最优控制状态,实现对PID参数的在线智能校正。该系统解决了传统PID控制由于烟叶烤房模型不确定性、纯滞后等特点带来的不足。试验和实际运行表明,该系统提高了烤房的温湿度控制精度和烟叶烘烤质量。