模糊PID的電液位置伺服控制器設(shè)計(jì)

針對電液位置伺服系統(tǒng)存在的參數(shù)不確定性的特性,提出了一種利用靈敏度函數(shù)來確定魯棒pid控制器參數(shù)的整定方法。這種方法通過對系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)奈奎斯特曲線與臨界穩(wěn)定點(diǎn)(-1,j0)點(diǎn)之間距離最大化,來確定各個(gè)pid參數(shù)。與基于幅值與相角裕度確定的pid控制器進(jìn)行比較,仿真結(jié)果顯示,使用靈敏度函數(shù)整定出的魯棒pid控制器,在輸入階躍響應(yīng)時(shí),控制系統(tǒng)有良好的動態(tài)響應(yīng)性能和魯棒穩(wěn)定性能。

針對具有ac伺服電機(jī)動態(tài)特性的無閥電液位置伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種能夠利用模糊規(guī)則動態(tài)的修正控制器參數(shù)的自適應(yīng)模糊pid控制器,該控制器是基于常規(guī)pid控制器參數(shù)和動態(tài)性能指標(biāo)之間的關(guān)系,建立了模糊規(guī)則表來更新控制器的參數(shù)。仿真結(jié)果表明了所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)模糊pid控制器與常規(guī)pid控制器相比,能夠獲得更好的動態(tài)特性和對于外部干擾更好的魯棒性。

分析了液位水平系統(tǒng)具有非線性、上升時(shí)間長、滯后現(xiàn)象的特點(diǎn)，討論了常規(guī)ｐｉｄ控制器在控制中的局限性。在常規(guī)ｐｉｄ控制器的基礎(chǔ)上，引入了模糊邏輯，設(shè)計(jì)出了一種模糊ｐｉｄ控制器，對ｐｉｄ三個(gè)參數(shù)進(jìn)行了在線整定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種模糊ｐｉｄ控制器具有比常規(guī)ｐｉｄ控制器更優(yōu)良的特性。

為保證真空開關(guān)動作時(shí)間長期穩(wěn)定性,針對同步真空開關(guān)性能受開關(guān)動作時(shí)間分散性的影響,采用了位置伺服控制使真空開關(guān)動觸頭實(shí)現(xiàn)預(yù)定的最佳參考軌跡運(yùn)動。在分析控制電壓、環(huán)境溫度、閑置時(shí)間等因素對永磁機(jī)構(gòu)真空開關(guān)運(yùn)動及操作時(shí)間影響的基礎(chǔ)上,給出了同步真空開關(guān)位置伺服控制原理;設(shè)計(jì)了基于模糊控制和脈沖寬度調(diào)制(pwm)技術(shù)的同步真空開關(guān)位置伺服控制器,并對35kv同步真空開關(guān)進(jìn)行了伺服控制性能測試。測試結(jié)果表明,真空開關(guān)動觸頭能很好地跟蹤參考軌跡運(yùn)動,開關(guān)合分閘時(shí)間分散性在±0.2ms范圍內(nèi),滿足iec62271-302標(biāo)準(zhǔn)對開關(guān)操作時(shí)間一致性的要求。

以某型地空導(dǎo)彈為背景,采用視覺伺服技術(shù),設(shè)計(jì)了光電跟蹤系統(tǒng)的伺服控制器;系統(tǒng)采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu)。通過控制對象的分析選擇了永磁式直流電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),并建立數(shù)學(xué)模型;設(shè)計(jì)了電流環(huán)反饋,保證系統(tǒng)的快速響應(yīng),并可對電機(jī)進(jìn)行過流保護(hù);位置環(huán)采用串聯(lián)超前校正和pa放大器;通過bode圖分析,本系統(tǒng)符合要求;仿真分析結(jié)果表明,本系統(tǒng)具有響應(yīng)快、超調(diào)小等特點(diǎn),并能夠快速平穩(wěn)的跟蹤低頻運(yùn)動的目標(biāo)。

光電經(jīng)緯儀是現(xiàn)代靶場中用來測量空中飛行目標(biāo)參數(shù)的一種復(fù)雜貴重的精密測角儀器,其中伺服系統(tǒng)是經(jīng)緯儀的重要組成部分;目前的經(jīng)緯儀跟蹤架伺服控制器通常是由pc104系統(tǒng)完成通訊、檢測等功能,然而隨著要求光電跟蹤架功能的不斷增加和檢測精度的不斷提高,因此這里從實(shí)用出發(fā),設(shè)計(jì)了基于tms320lf2407dsp的伺服控制器;由于tms320lf2407的特點(diǎn),該控制器與pc104系統(tǒng)相比減小了體積,增加了可靠性,提高了運(yùn)算速度和能力,并且該控制器應(yīng)用在所內(nèi)某型號經(jīng)緯儀上效果很好,值得在相關(guān)的研究所中推廣。

模糊控制用模糊數(shù)學(xué)的知識模仿人腦的思維方式,對模糊現(xiàn)象進(jìn)行識別和判決,給出精確的控制量。對被控對象進(jìn)行控制。本文主要從輸入量的選取及其模糊化、模糊控制算法的設(shè)計(jì)和輸出量的解模糊化三個(gè)方面介紹了液位模糊控制器的設(shè)計(jì)。

以tms320f28335芯片為伺服控制器核心,設(shè)計(jì)了一種高精度的伺服控制器。闡述了光電跟蹤伺服系統(tǒng)的硬件組成及其工作原理,著重介紹了伺服控制器的硬件設(shè)計(jì),并給出控制電路的原理圖。討論分析系統(tǒng)的跟蹤控制難點(diǎn),并給出軟件解決方法。實(shí)踐表明：系統(tǒng)具備穩(wěn)定性好、精度高、快速響應(yīng)性好和易調(diào)試等特點(diǎn),達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),具有實(shí)用價(jià)值。

本文提出一種基于pid的電液位置伺服系統(tǒng),介紹了電液位置伺服系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)及工作原理,介紹了硬件配置中各個(gè)模塊的連接方式和作用。

電液比例位置系統(tǒng)是一種典型的非線性時(shí)變系統(tǒng),其參數(shù)具有非線性特性,常用的線性化模型基礎(chǔ)上的經(jīng)典控制器,難以取得滿意的控制效果。筆者將模糊控制器應(yīng)用于電液比例位置系統(tǒng),并采用fpga芯片,通過vhdl語言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)二輸入一輸出模糊控制器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,控制器推理結(jié)果正確,能夠穩(wěn)定、可靠地工作。

針對傳統(tǒng)pid水箱液位控制效果不佳的問題,提出了基于opc技術(shù)的模糊免疫pid控制方案。在ecs-700信息網(wǎng)絡(luò)中添加上位機(jī)和工程師站,上位機(jī)作為opc客戶端,主要負(fù)責(zé)模糊免疫pid算法在matlab中的實(shí)現(xiàn);工程師站作為opc服務(wù)器,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和處理。實(shí)際應(yīng)用表明,該方法調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)量小、波動小,可以有效應(yīng)用于水箱液位控制系統(tǒng)中。

液位控制由于其應(yīng)用極其普遍,種類繁多,其中不乏一些大型的復(fù)雜系統(tǒng),譬如在石油化工等工業(yè)生產(chǎn)中。它主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):1.時(shí)滯性很大。在大型、復(fù)雜的液位控制系統(tǒng)中,當(dāng)改變進(jìn)出容器的液體流量來控制液位時(shí),控制效果在較長的時(shí)間后才能得到體現(xiàn),這會使得最后的穩(wěn)態(tài)誤差較大,液位在期望值附近波動。2.時(shí)變性。液位控制一般是通過控制液體流入量的大小來控制液位的,流出量是根據(jù)后續(xù)工藝生產(chǎn)的需求而調(diào)節(jié),這種需求的數(shù)量和速度是在不斷變化的。3.非線性。容器內(nèi)液體流出量不僅隨后續(xù)工藝生產(chǎn)需求變化,即使在控制閥門保持不變的情況下,實(shí)際的流出量也隨著液位高度的變化而發(fā)生一種非線性的變化。這幾個(gè)特點(diǎn),都嚴(yán)重影響pid控制的效果,當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)對控制有較高的性能指標(biāo)要求時(shí),就需要將智能控制方法引入到液位控制系統(tǒng)中來。

本文以鋼水液位控制系統(tǒng)為例提出了一種模糊控制方案。介紹了模糊控制器的設(shè)計(jì)過程并且利用matlab軟件進(jìn)行了仿真。仿真研究表明與傳統(tǒng)的鋼水液位控制方式相比,模糊控制器可以有效控制生產(chǎn)過程中的變化和干擾。

時(shí)間乘以誤差絕對值積分（itae）的性能指標(biāo)是一種具有很好工程實(shí)用性和選擇性的控制系統(tǒng)性能指標(biāo)。文章針對純滯后液位控制對象，提出了一種基于itae自整定模糊控制器的設(shè)計(jì)，并與傳統(tǒng)的pid控制器相比較。結(jié)果表明：該控制器與傳統(tǒng)pid控制器相比，提高了控制系統(tǒng)的自整定能力和魯棒性，改善了系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。

針對工業(yè)鍋爐自動控制系統(tǒng)中的水箱系統(tǒng)液位控制問題,提出基于模糊控制器的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種雙模糊控制器。根據(jù)輸出信號的誤差大小分別利用兩個(gè)模糊控制器進(jìn)行控制,控制結(jié)果傳遞給調(diào)節(jié)器,以實(shí)現(xiàn)水箱水位不變。從仿真結(jié)果來看,雙模糊控制器有效地減小了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,響應(yīng)時(shí)間、超調(diào)量、穩(wěn)定時(shí)間等性能優(yōu)于傳統(tǒng)的pid控制。

船舶航向控制器的設(shè)計(jì)一直是各國學(xué)者的研究重點(diǎn),隨著技術(shù)的進(jìn)步,對船舶航向控器設(shè)計(jì)的要求越來越高,加之水面狀況越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的pid控制很難達(dá)到滿意的效果?；谀：赃m應(yīng)pid控制在改進(jìn)傳統(tǒng)pid控制的基礎(chǔ)上,采用一種動態(tài)調(diào)節(jié)的方式,與常規(guī)的pid控制器相比,不但控制效果得到了很好的改善,而且還具有更好的抗干擾能力。

介紹了一款基于單片機(jī)控制的全自動鍋爐壓力控制器的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)能根據(jù)鍋爐現(xiàn)場檢測的各個(gè)狀態(tài)實(shí)時(shí)精確地自動控制,如實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、水位等的監(jiān)控,數(shù)碼管顯示,報(bào)警,系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。該系統(tǒng)還采用模糊pid方法進(jìn)行溫度控制,能克服普通的單片機(jī)pid溫度控制系統(tǒng)的一些不足之處,達(dá)到較為理想的控制效果。

以200mw鍋爐水位控制系統(tǒng)為例設(shè)計(jì)了模糊pid控制器并借助matlab模糊控制工具箱和simulink仿真工具進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該控制器具備了模糊控制器良好的動態(tài)性能,能夠有效克服模糊控制器帶來的靜態(tài)性能較差的缺點(diǎn).做為鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的一種有效的控制方法,該模糊控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)調(diào)整方便、快捷的特點(diǎn).

為了達(dá)到共軌燃油壓力的動態(tài)調(diào)節(jié),突破傳統(tǒng)pid控制的局限性,提出一種精確控制共軌燃油壓力的模糊pid控制器的設(shè)計(jì)方法.分析系統(tǒng)輸出響應(yīng)曲線,得到參數(shù)的自整定要求.由單片機(jī)計(jì)算結(jié)果確定了輸入輸出語言變量的論域.給出模糊控制器的調(diào)節(jié)規(guī)則和參數(shù)的模糊控制表.提出了該控制器的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方法.經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,該控制器效果良好.

溫室溫度系統(tǒng)具有大時(shí)滯性、大慣性等特點(diǎn),傳統(tǒng)的控制方法效果不甚理想。為此,提出了一種模糊pid控制方法,可根據(jù)溫度偏差和溫度偏差變化率實(shí)時(shí)調(diào)整pid參數(shù)。通過matlab仿真表明,該控制方法可以使溫室溫度控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快、魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)態(tài)精度高、超調(diào)量小、抗擾動能力強(qiáng),具有良好的控制效果。

時(shí)間乘以誤差絕對值積分(itae)的性能指標(biāo)是一種具有很好工程實(shí)用性和選擇性的控制系統(tǒng)性能指標(biāo)。文章針對純滯后液位控制對象,提出了一種基于itae自整定模糊控制器的設(shè)計(jì),并與傳統(tǒng)的pid控制器相比較。結(jié)果表明:該控制器與傳統(tǒng)pid控制器相比,提高了控制系統(tǒng)的自整定能力和魯棒性,改善了系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。

熱電制冷器的模糊pid恒溫控制器的研制——本文介紹了一種利用arm、改進(jìn)的buck變換器和數(shù)字溫度傳感器ds18b20，采用模糊pid控制算法構(gòu)成的恒溫控制器。