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磁悬浮系统模糊pid控制器设计

机床与液压 2009年第2期37卷 83-85,88页

作者：吕冬明徐春广郝娟北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

以五自由度磁悬浮轴承系统为研究对象,介绍了该系统的组成和工作原理,通过分析磁悬浮轴承系统对控制器的要求,针对该系统的开环不稳定和非线性特点,根据模糊控制技术,采用模糊算法和pid控制相结合的方法,通过对系统过渡过程模式的在线识... 详细信息

以五自由度磁悬浮轴承系统为研究对象,介绍了该系统的组成和工作原理,通过分析磁悬浮轴承系统对控制器的要求,针对该系统的开环不稳定和非线性特点,根据模糊控制技术,采用模糊算法和pid控制相结合的方法,通过对系统过渡过程模式的在线识别,对pid参数进行自整定,设计磁悬浮轴承系统的fuzzy-pid非线性控制器。实验证明,与传统的线性pid控制器相比,模糊pid控制器具有较好的控制性能和动态特性,应用于五自由度主动磁悬浮轴承系统,实现了转子的稳定悬浮和旋转,满足系统的回转精度要求。

关键词：磁悬浮轴承模糊设计 fuzzy-pid控制控制性能分析

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楼宇供水系统控制策略研究

微计算机信息 2007年第5S期23卷 142-143,146页

作者：汪小澄陈慧君武汉大学自动化系湖北省武汉市430072

以变频调速和多泵技术为核心,对变压变流量供水系统进行了设计。根据楼宇供水系统的特性,分析了变压变流量供水的优点。建立了控制系统仿真模型,设计了逻辑控制器与过程控制器以满足多泵控制系统不同需要。提出了两种最新的模糊pid控制... 详细信息

以变频调速和多泵技术为核心,对变压变流量供水系统进行了设计。根据楼宇供水系统的特性,分析了变压变流量供水的优点。建立了控制系统仿真模型,设计了逻辑控制器与过程控制器以满足多泵控制系统不同需要。提出了两种最新的模糊pid控制器,能明显改善供水系统的控制性能,并给出了仿真的结果。

关键词：供水系统变频调速 fuzzy-pid控制

CAN总线和模糊pid控制在焙烧炉炉温控制中的应用

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冶金自动化 2012年第2期36卷 12-15+29页

作者：李会容张雪峰同艳维攀枝花学院电气信息工程学院攀枝花学院重庆大学

为消除攀钢集团有限公司冷轧厂冷轧酸再生焙烧炉中废酸流量、废气压力等因素对炉温稳定性的影响,将CAN总线技术和模糊pid(fuzzy-pid)控制技术应用于攀钢冷轧厂的再生焙烧炉炉温控制系统,并与单一的fuzzy控制和pid控制方式进行了比较。... 详细信息

为消除攀钢集团有限公司冷轧厂冷轧酸再生焙烧炉中废酸流量、废气压力等因素对炉温稳定性的影响,将CAN总线技术和模糊pid(fuzzy-pid)控制技术应用于攀钢冷轧厂的再生焙烧炉炉温控制系统,并与单一的fuzzy控制和pid控制方式进行了比较。结果表明,焙烧炉炉温稳定性和抗干扰能力得到了很大提高。测试温度在500～1 200℃范围内,炉温偏差为±1℃,有效抑制了废酸流量、废气压力等因素对炉温稳定性的影响。

关键词： CAN总线技术 fuzzy-pid控制冷轧酸再生焙烧炉炉温控制

基于VB6.0的加热炉温度控制系统的设计与实现

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煤矿机械 2004年第12期25卷 81-83页

作者：苗敬利安新马文辉韩昱河北工程学院河北邯郸056038 河北邯郸市农业学校河北邯郸056001

介绍了pid控制和fuzzy -pid控制在电加热炉温度控制的应用 ,并对 2种控制方式进行了分析 ,然后利用VB6.0开发了这 2种控制方式的应用程序和图形用户界面 ,便于用户根据实际情况设置参数 ,从而可以得到 2种控制方式不同的仿真结果 ,为现... 详细信息

介绍了pid控制和fuzzy -pid控制在电加热炉温度控制的应用 ,并对 2种控制方式进行了分析 ,然后利用VB6.0开发了这 2种控制方式的应用程序和图形用户界面 ,便于用户根据实际情况设置参数 ,从而可以得到 2种控制方式不同的仿真结果 ,为现场更好地控制加热炉提供了理论指导。

关键词： pid控制 fuzzy-pid控制加热炉应用程序

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间歇反应釜加热系统特性研究与控制

间歇反应釜加热系统特性研究与控制

作者：李柱作大连理工大学

学位级别：硕士

间歇式反应釜是化工生产中一类非常重要的反应容器,其内部化学反应机理复杂,且其本身又具有较大的时变性、非线性和时滞性。目前在不少间歇工业生产过程中,仍大多采用手动或半自动控制,整体自动化水平较低。同时,在间歇反应过程中,对夹... 详细信息

间歇式反应釜是化工生产中一类非常重要的反应容器,其内部化学反应机理复杂,且其本身又具有较大的时变性、非线性和时滞性。目前在不少间歇工业生产过程中,仍大多采用手动或半自动控制,整体自动化水平较低。同时,在间歇反应过程中,对夹套加热系统的温度进行有效的控制也很重要,夹套导热油温度控制的好坏直接影响到产品的质量和生产的效益。本文针对辽宁省工业装备先进控制系统重点实验室间歇反应釜对象的工艺特点,设计了由工控机、PLC、相关仪器仪表装置等硬件构成的过程控制系统,并采用S7-300PLC和WinCC监控组态软件进行了开发。本文所开发的系统,不仅能实现常规的监控策略,而且为各种控制理论的研究与应用提供了一个开发平台和实际验证的环境。在对间歇反应釜夹套加热系统进行了研究和分析后,确定其过程特性测试方案,按照此方案做了相关的实验,通过对实验的数据进行分析与处理后,得到对象模型基本参数,从而为下一步使用实验室间歇反应釜装置模拟某些化学反应过程的控制和优化设计提供了参考和依据。针对间歇反应釜夹套加热系统大滞后、大惯性、非线性的特点,结合实际控制要求,将fuzzy-pid复合控制策略应用于间歇式反应釜夹套加热系统的温度控制回路,在上位机WinCC监控平台的全局脚本VBScript编辑器中,编程实现了此控制策略,通过间歇反应釜央套加热系统温度控制的实际运行结果可以看出:所提出的控制方案有效。

关键词：间歇反应釜加热系统 S7-300PLC fuzzy-pid控制 WinCC

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APC控制系统开发与应用

APC控制系统开发与应用

作者：胡茂金河北工业大学

学位级别：硕士

APC控制系统是工业控制中广泛应用的一种控制系统，尤其在带材和板材生产过程中，为了提高生产效率，希望位置控制的机械(如轧机的压下、剪切机定尺等)能在最短的时间内到达给定目标的值，即走完制定的行程。目前在工业应用中，大多数... 详细信息

APC控制系统是工业控制中广泛应用的一种控制系统，尤其在带材和板材生产过程中，为了提高生产效率，希望位置控制的机械(如轧机的压下、剪切机定尺等)能在最短的时间内到达给定目标的值，即走完制定的行程。目前在工业应用中，大多数采用的是普通的开环控制，闭环控制中应用的也仅仅采用了pid，因此在时间和效率上都没有达到最优。本文根据这种现状，对APC控制系统进行开发和应用。目前，在工业控制中，pid调节和模糊控制应用的比较多，也比较成熟，但在位置控制系统中，都没有充分的发挥出这两种控制方法的特点。本文提出了在位置控制系统中采用fuzzy-pid控制方法，并详细讨论目前控制系统中几种控制方法在位置控制系统中的特点，详细分析了fuzzy-pid，并且论证了它的可行性和优越性。本文根据张家口铝制品厂的二辊轧机和四辊轧机中的APC控制系统建立模型，选择控制方案。建立电机运动模型。并利用MATLAB对系统进行仿真，分析仿真结果，得出系统最佳控制方案。本文阐述了fuzzy-pid控制方案在张家口铝制品厂的应用，详细说明了OMRONC200HSPLC在位置控制系统中的应用。采用变频器进行速度调节，采用光电式编码器进行定位。实际应用结果表明，采用fuzzy-pid控制的APC控制系统，时间和效率都得到很大的提高。

关键词：位置控制系统 APC控制系统 PLC 变频器模糊控制 pid调节 fuzzy-pid控制

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基于ARM的较大容积容器压力控制器的设计

基于ARM的较大容积容器压力控制器的设计

作者：涂勇辉南京航空航天大学

学位级别：硕士

在对飞机上弹性元件的测试中,需要为较大容积的检测设备提供可变且具有较高精度的压力环境。常规的压力控制器大多用于小容积的被控对象,气路管径小,调节时间长,应用于大容积对象时,将出现超时调节现象,并且由于电磁阀的高频、长时间动... 详细信息

在对飞机上弹性元件的测试中,需要为较大容积的检测设备提供可变且具有较高精度的压力环境。常规的压力控制器大多用于小容积的被控对象,气路管径小,调节时间长,应用于大容积对象时,将出现超时调节现象,并且由于电磁阀的高频、长时间动作,将使控制器使用寿命缩短。本文提出了设计基于嵌入式ARM控制器的压力控制器,充放气采用双通道气路结构,以及fuzzy-pid复合控制的控制方法。首先对空气的热力学性质以及气体的流量特性进行理论研究,建立了一元等熵过程的固定容积容器充放气数学模型,计算了不同初始条件下的理论充放气时间,并得出了开环状态下初始容器压力、容器容积管径比、充放气时间三者之间的关系。本文采用了密封性能好、能够满足PWM调制对阀门响应频率要求的电磁阀,设计了充放气双通道的气路结构,并介绍了一种当前较为先进的基于压电效应的气路执行机构。研究了pid、fuzzy控制方法,并根据气压控制的特点设计了fuzzy-pid复合控制器。结合仪器使用的便携性,本文采用Philips公司的ARM7TDMI-S系列嵌入式控制芯片LPC2214为CPU,完成了最小系统、A/D转换、人机交互及电磁阀门驱动等的硬件电路设计。软件上以ADS1.2为开发工具,编写了各功能模块的应用子程序,完成数据的采集、处理和显示。最后,通过充放气实验研究,验证了本文所设计的压力控制器对于较大容积容器的压力调节具有较快的调节速度和较好的控制效果,并与理论值进行比较,分析了产生误差的原因。

关键词：压力控制器气路结构 fuzzy-pid控制压电效应 ARM控制器

模糊pid控制在变风量空调系统中的应用研究

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模糊PID控制在变风量空调系统中的应用研究

作者：蒋红梅西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着智能建筑的快速发展，楼宇自动化系统也逐渐对建筑内的设备进行越来越科学、经济、合理的控制和管理，不仅能使大楼的功能、档次提高，而且可以达到高效节能的效果。变风量空调系统就是以其节能、灵活性而优于其它空调系统，逐渐... 详细信息

随着智能建筑的快速发展，楼宇自动化系统也逐渐对建筑内的设备进行越来越科学、经济、合理的控制和管理，不仅能使大楼的功能、档次提高，而且可以达到高效节能的效果。变风量空调系统就是以其节能、灵活性而优于其它空调系统，逐渐成为空调系统设计的主流。但变风量空调系统是一个复杂的热力系统，所受干扰多，对象的参数易于变化且难以确定。随着计算机科学、控制理论的发展，产生了新的智能控制理论。本文应用了一种模糊pid（fuzzy－pid）控制算法，在控制过程中引入模糊控制机理，通过模糊调节方法，根据系统的动态特性和行为，对pid控制器的参数进行在线调整，解决控制系统的稳定性与获得良好性能的问题，增强系统对不确定性因素的适应性。通过MATLAB环境下进行仿真，说明了在参数变化的情况下，fuzzy－pid控制器可以达到满意的性能，并可取得一定的节能效果。

关键词：智能建筑楼宇自动化变风量空调系统节能 pid控制 fuzzy-pid控制

磁控形状记忆合金驱动器的磁滞非线性建模与控制方法研究

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磁控形状记忆合金驱动器的磁滞非线性建模与控制方法研究

作者：刘毛娜杭州电子科技大学

学位级别：硕士

精密定位技术是精密工程领域的关键技术之一，衡量精密定位技术发展水平的重要标志是高精度和高分辨率。随着科学技术的发展，精密定位技术的系统精度和分辨率经历了由毫米级、微米级、亚微米级，提高到今天的纳米级。在精密加工中，系... 详细信息

精密定位技术是精密工程领域的关键技术之一，衡量精密定位技术发展水平的重要标志是高精度和高分辨率。随着科学技术的发展，精密定位技术的系统精度和分辨率经历了由毫米级、微米级、亚微米级，提高到今天的纳米级。在精密加工中，系统的精度和分辨率都要求达到纳米量级，对微位移定位系统的驱动元件和控制方法的要求也较高。磁控形状记忆合金（MSMA，即Magnetically Controlled ShapeMemory Alloy）是一种具有形状记忆效应、形变率大、响应速度快、能量转换效率和功率密度高、易控制等突出优点的新型智能材料。目前，国内外很多学者对磁控形状记忆合金形成机理、驱动器应用、传感器应用等都做了大量的工作。但是，磁控形状记忆合金以及组成驱动磁路的其他元件使得磁控形状记忆合金驱动器的输入与输出存在较强的磁滞非线性，影响了驱动器的定位精度，限制了该材料及驱动器更广泛的应用。本文结合虚拟仪器LABVIEW和MATLAB搭建了MSMA驱动器的测控平台，分析了MSMA驱动器的磁滞非线性特性;建立了MSMA驱动器神经网络磁滞模型，并通过遗传算法对神经网络磁滞模型进行参数优化;为消除磁滞非线性，本文利用复合控制和fuzzy-pid控制对驱动器的精度控制进行了研究。主要研究内容如下：（1）本文介绍了磁控形状记忆合金及其驱动器的特性、研究现状和应用前景，概述了磁滞特性的概念，国内外常用的几种磁滞模型、控制方法及最新研究进展。提出了本课题研究的意义、目的及主要研究内容。（2）基于LABVIEW虚拟仪器搭建MSMA驱动器的虚拟实验平台，实现了MSMA驱动器系统的数据采集及驱动器输入输出之间磁滞特性的分析。（3）建立MSMA驱动器神经网络磁滞模型，并通过遗传算法对神经网络磁滞模型进行参数优化，进一步提高了模型的精度。（4）为了消除磁滞非线性，提高驱动器的定位精度，本文提出LABVIEW结合MATLAB对MSMA驱动器进行实时智能控制设计方法，并比较MSMA驱动器复合控制、fuzzy-pid控制两种控制系统的控制效果。本文通过混合遗传算法对MSMA驱动器神经网络磁滞模型的参数优化，磁滞模型误差降低到5nm，提高了磁滞模型的精度;经过MSMA驱动器测控平台的大量实验结果表明，采用复合控制时，MSMA驱动器的定位精度可以控制在0.8%范围内。本文的研究工作减小了磁滞非线性对MSMA驱动器定位精度的影响，提高了驱动器的定位精度。研究结果对磁控形状记忆合金的应用和精密定位技术研究具有十分重要的意义。

关键词： MSMA驱动器测控系统神经网络磁滞模型补偿控制 fuzzy-pid控制